概述 *\D}eBd|
8+ov(B;( 激光在大氣中傳輸時(shí)部分能量被空氣中的分子和氣溶膠吸收。被吸收的熱量將空氣加熱,導(dǎo)致氣壓上升,空氣膨脹,空氣密度降低,折射率下降,形成一個(gè)負(fù)透鏡,使激光束發(fā)散。當(dāng)存在側(cè)向風(fēng)時(shí),下風(fēng)區(qū)空氣密度降低,因而下風(fēng)區(qū)的折射率減小,形成特有的彎向上風(fēng)區(qū)的光束分布,使光束畸變、彎曲和發(fā)散,劣化光束質(zhì)量。這就是熱暈效應(yīng)。它是激光在大氣中傳輸時(shí)所面臨的嚴(yán)重問題之一。 GjEqU;XBi yx2z%E 圖1.熱暈效應(yīng)成因示意圖
DE%fF,Hk3 系統(tǒng)描述 ((qGh>*
F'1k<V? 本例介紹了模擬激光在大氣中傳輸時(shí)熱暈效應(yīng)對應(yīng)的bloom命令的使用。描述熱暈的基本方程包括波動方程和流體力學(xué)方程。首先由Maxwell方程得到激光波動方程,再結(jié)合流體力學(xué)中的三個(gè)守恒定律——質(zhì)量守恒定律、動量守恒定律、能量守恒定律得到描述熱暈效應(yīng)的方程。對于理想氣體,在等壓近似下得到: xpAok] M;qBDT~) `g--QR 本例對比了三種情況下的激光遠(yuǎn)場分布:(1)沒有大氣像差和熱暈效應(yīng)下的遠(yuǎn)場光強(qiáng)分布;(2)沒有大氣像差但有熱暈效應(yīng)下的遠(yuǎn)場光強(qiáng)分布;(3)同時(shí)考慮大氣像差和熱暈下的遠(yuǎn)場分布。通過對比我們會發(fā)現(xiàn)熱暈效應(yīng)會使光束焦點(diǎn)前移,焦斑沿垂直光軸方向發(fā)生位移,焦斑畸變,尺寸變大。 WVOoHH P/G>/MD/l
模擬結(jié)果 *#zS^b n (Ux[[ 圖1.不含大氣像差和熱暈效應(yīng)的遠(yuǎn)場分布,此時(shí)光束的焦點(diǎn)在4km處,光斑尖銳。