大能量中空光束大气传输的仿真与实验比对研究

赵琦; 樊红英; 李轶国; 蒋泽伟; 胡绍云; 赖庚辛; 黄燕琳; 耿旭

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.04.021

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

大能量中空光束大气传输的仿真与实验比对研究

赵琦 , 樊红英 , 李轶国 , 蒋泽伟 , 胡绍云 , 赖庚辛 , 黄燕琳 , 耿旭

文章导航 > 激光技术 > 2014 > 38(4): 542-545

引用本文:

Citation:

大能量中空光束大气传输的仿真与实验比对研究

1.
西南技术物理研究所, 成都 610041;
2.
南京理工大学电子工程与光电技术学院, 南京 210094
基金项目:
国家自然科学基金资助项目（61205016）
中图分类号: TN241

Simulation and experimental study about hollow high energy laser propagating through atmosphere

1.
Southwest Institute of Technical Physics, Chengdu 610041, China;
2.
Electronic Engineering and Optoelectronic Technology, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
CLC number: TN241

摘要: 为了研究高能脉冲激光大气传输特性，采用桶中功率和光斑半径作为远场光束质量评价标准，与800J钕玻璃激光器的实验结果进行了比较，仿真计算和实验中分别考虑了不同能见度、出射光能量和湍流强度下远场光斑半径的变化趋势；对数值模拟与实验结果分别进行了分析和比对，并对两者之间的误差做了详细分析。结果表明，数值模拟可用于预测实验结果，且对高能脉冲激光在大气中的应用和高能激光器的研制有指导意义。
- 大气光学 /
- 高能激光 /
- 数值模拟 /
- 相位屏
Abstract: To study the characteristics of high energy pulse laser propagating through turbulent atmosphere, the propagation of high energy laser in atmosphere was numerically simulated, and the far-field beam quantity in terms of the power in the bucket was compared with the experiment performed by using an Nd∶glass laser at output of 800J. The error between the numerical simulation and experiment was analyzed in detail. The numerical simulation and experiments were studied under different conditions of visibility, output energy, and turbulence. It is shown that the numerical simulation can be used to predict the experimental results by a suitable choice of structure parameters of the phase screen. The results show the significance to guide the application and development of high energy pulse lasers.
- atmospheric optics /
- high energy laser /
- numerical simulation /
- phase screen

[1]	ZHAO Q, ZHONG M, LÜ B D, Experimental study of laser beam wander in atmosphere[J].Laser Technology,2010,34(4):532-534(in Chinese).
[2]	FLECK J A. Time-dependent propagation of high energy laser beams through the atmosphere[J].Applied Physics Letters, 1976, 10(2):129-160.
[3]	LIN Ch, SHEN X J, YANG Sh X. Simulation analysis of random phase mask with spatial light modulator[J].Laser Technology, 2013,37(3): 365-370(in Chinese).
[4]	WANG L M, ZHANG Y J, LI H B,et al.Effect of turbulence on laser absorption signal and its improvement method[J]. Laser Technology,2012,36(5): 670-673(in Chinese).
[5]	HUANG Y B, WANG Y J. Choosing computing parameters in the numerical simulation of laser propagtion effects [J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2007,2(1):23-27(in Chinese).
[6]	WU J, YANG Ch P, LIU J B. Optics propagation in the atmosphere[M]. Beijing: Beijing University of Posts & Telecommunications Press,2005:72-77(in Chinese).
[7]	WANG Y J,WU Y. Folding FFT modification for laser propagation in the turbulent atmosphere[J]. High Power laser and Particle beams,1992,4(4):581-587(in Chinese).
[8]	WAN M, SU Y. Numerical computation and experiment of laser thermal blooming and compensation[J]. Infrared and Laser Engineering,1996,25(1):51-59(in Chinese).
[9]	TAO X Y, JI X L. Numerical simulation of the thermal effect in a beam control system [J]. Laser Technology,2003,27(6):514-516(in Chinese).
[10]	MEI H P, WU X Q,RAO R Zh.Measurement of inner and outer scale of atmospheric optical turbulence in different areas[J]. High Power Laser and Particle Beams,2006,18(3):362-366(in Chinese).
[11]	FAN Zh G. Measuring and testing technique of photo electricity [M].Beijing: Publishing House of Electronics Industry,2008:101-120(in Chinese).
[12]	RAO R Zh.Light propagation in the turbulent atmosphere[M]. Hefei:Anhui Science & Technology Publishing House,2005:98-127(in Chinese).
[13]	LI J Ch. The laser diffraction and thermal effect[M]. Beijing: Science Press,2008:237-242(in Chinese).
[14]	FENG X, HUANG Y B. Numerical mode for high energy laser indoor transmissjion[J]. High Power Laser and Particle Beams,2004,16(9):1124-1126(in Chinese).
[15]	LI X Q, ZHAO Q, JI X L. Confirmation of the quadratic approximation of Rytov phase structure function and the approximation of complex Gaussian-function expansion of hard-edge apertures[J]. Acta Optica Sinica, 2011, 31(12): 1201002(in Chinese).

[1]	徐光勇 , 吴健 , 杨春平 , 何武光 , 韩勇 . 高斯光束在大气湍流中的数值模拟和光强起伏. 激光技术, 2008, 32(5): 548-550.
[2]	刘兵 , 王巨胜 , 杨泽后 , 李晓锋 , 樊冬 , 任鹏 , 李斌 , 罗雄 , 冯力天 . 基于非视线红外激光大气散射通信技术研究. 激光技术, 2014, 38(6): 854-858. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.028
[3]	杨军 , 王慧 , 章曦 . 大气湍流对部分相干激光瑞利区间影响的研究. 激光技术, 2016, 40(3): 456-460. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.03.033
[4]	刘玉丽 . 探测边界层大气温度的转动喇曼激光雷达. 激光技术, 2018, 42(4): 541-544. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.04.020
[5]	姜楠 , 李晓英 , 牛春晖 , 刘鑫 . 大气湍流对激光空间传输特性影响的实验研究. 激光技术, 2022, 46(5): 708-712. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.05.022
[6]	刘琳琳 , 杨杰 , 黄见 , 苑克娥 , 尹凯欣 , 胡顺星 . 激光雷达观测淮南大气SO₂和NO₂浓度廓线实例分析. 激光技术, 2019, 43(3): 353-358. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.03.012
[7]	钱天 , 陆健 , 唐懋 , 张冲 , 张宏超 . 飞秒激光致双液滴光学击穿和等离子体分布研究. 激光技术, 2023, 47(2): 193-199. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.02.006
[8]	刘顺洪 , 吉巧杰 , 扬晶 . 钢管激光弯曲成形的数值模拟. 激光技术, 2006, 30(4): 355-359.
[9]	郭嘉伟 , 李彤 , 牛瑞华 , 薛亮平 , 李燕凌 , 王宏元 . Cr,Tm,Ho:YAG激光器温度特性的数值分析. 激光技术, 2011, 35(6): 761-764. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.010
[10]	刘顺洪 , 万鹏腾 , 杨晶 . 激光弯曲成形数值模拟的研究进展. 激光技术, 2002, 26(3): 161-164.
[11]	刘子昂 , 石伟 , 汪诚 . 激光冲击强化残余应力的数值模拟研究. 激光技术, 2017, 41(1): 1-5. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.01.001
[12]	王明宇 , 周跃进 , 郭冲 . 激光超声检测表面裂纹深度的数值模拟. 激光技术, 2017, 41(2): 178-181. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.02.006
[13]	杨洪亮 , 金湘中 , 修腾飞 , 费鑫江 , 叶颖 . 钢/铝异种金属光纤激光焊接数值模拟. 激光技术, 2016, 40(4): 606-609. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.04.031
[14]	杨海林 , 牛燕雄 , 沈学举 , 武东生 , 张鹏 , 姜楠 . 烟幕对激光干扰效果的数值模拟研究. 激光技术, 2008, 32(5): 513-516.
[15]	李晓锋 , 周昕 , 卢熙 , 伍波 , 杨泽后 , 陈涌 , 周鼎富 , 侯天晋 . 激光在烟雾中传输特性的数值模拟分析. 激光技术, 2010, 34(3): 381-384. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.027
[16]	禹烨 , 牛燕雄 , 王秀生 , 刘杰 , 姜楠 . 强激光稳态热晕效应的数值模拟研究. 激光技术, 2007, 31(2): 182-184.
[17]	汪建敏 , 周群立 , 姜银方 , 张梦蕾 , 程科升 , 万里 , 赵龑 . 中空激光冲击金属板料变形的数值模拟. 激光技术, 2012, 36(6): 727-730. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.06.004
[18]	李明海 , 柳爱国 , 宋耀祖 . 激光放大介质温度场和热应力场的数值模拟. 激光技术, 2002, 26(2): 86-89.
[19]	王秀凤 , 吕晓东 , 陈光南 , 胡世光 . 激光强化温度场的数值模拟与校验. 激光技术, 2004, 28(2): 162-165.
[20]	李小芬 , 左都罗 , 程祖海 . 紫外预电离TEA CO2激光器放电过程的数值模拟. 激光技术, 2004, 28(5): 476-479.

点击查看大图

计量

文章访问数: 3587
HTML全文浏览量: 822
PDF下载量: 392
被引次数: 0

大能量中空光束大气传输的仿真与实验比对研究

1. 西南技术物理研究所, 成都 610041;
2. 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 南京 210094

收稿日期: 2013-09-04
录用日期: 2013-10-12
网络出版日期: 2014-07-25

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（61205016）

关键词:

摘要: 为了研究高能脉冲激光大气传输特性，采用桶中功率和光斑半径作为远场光束质量评价标准，与800J钕玻璃激光器的实验结果进行了比较，仿真计算和实验中分别考虑了不同能见度、出射光能量和湍流强度下远场光斑半径的变化趋势；对数值模拟与实验结果分别进行了分析和比对，并对两者之间的误差做了详细分析。结果表明，数值模拟可用于预测实验结果，且对高能脉冲激光在大气中的应用和高能激光器的研制有指导意义。