基于SLM的大气湍流模拟系统

发布:中科微星 2023-08-11 15:05 阅读:442
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概述 X5wS6v)#(  
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[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]大气湍流是大气的一种重要运动形式,是影响空间光通信,天文望远镜成像的重要因素。大气湍流在时间和空间上产生随机起伏变化,进而使得光学波面的相位发生变化,引起光束发生漂移,闪烁,扩展等现象,严重了降低了成像质量和通信传输质量。 #2DH_P  
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大气湍流的成因极其复杂,目前仍未有一套理论能够对其精确描述,现有的理论均是建立在统计分析的基础上进行的。目前,激光大气湍流理论与实验数据处理方法大多都是建立在Kolmogorov湍流理论下进行的。 8)rv.'A((E  
随着湍流理论的逐步发展,模拟大气湍流的装置系统也逐步开始发展。湍流模拟装置由传统的水/酒精介质的湍流池,空气介质的湍流箱等向旋转相位板,空间光调制器模拟等方向发展。基于SLM的大气湍流模拟系统主要采用数值模拟方法生成相位屏,利用SLM的相位调制能力,使入射光束产生相位畸变,从而达到实验室模拟大气湍流的效果。 t@.gmUUA  
SLM模拟大气湍流原理 EyNI]XEj  
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[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]基于SLM的大气湍流模拟系统主要由相位屏算法和湍流模拟模块组成,其中相位屏算法主要是计算及加载相位屏的大气湍流模拟算法;湍流模拟模块主要是基于SLM的光学设计及采集系统。 G !1- 20  
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]系统采用数值模拟方法生成相位屏并将其加载到调制器上,利用SLM的相位调制能力,使入射光束产生相位畸变,从而达到实验室模拟大气湍流的效果。 &t%CuU]/@  
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大气湍流系统产品 8tA.d.8  
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大气湍流是一种随机形状和大小的涡旋。在光学领域中指大气中局部温度、压强的随机变化而带来的折射率随机变化,由于温度、压强等不确定因素的变化和影响,导致湍流的变化情况很难被及时掌握。基于SLM的大气湍流模拟系统主要由相位屏算法软件和湍流模拟模块组成,其中相位屏算法软件主要是计算生成大气湍流相位屏;湍流模拟模块主要是基于SLM的光学传输及采集系统。系统采用数值模拟的方法生成相位屏并将其加载到调制器上,利用SLM的相位调制能力,使入射光束产生相位畸变,从而达到实验室模拟大气湍流的效果。 =AL95"cH~  
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系统功能
  • 基于空间光调制器实现大气湍流环境的模拟效果;
  • 基于Kolmogorov湍流统计理论和功率谱密度法实现大气湍流相位图的计算,其中功率谱密度法的次谐波阶数可供调节;
  • 软件可实时调整相位屏参数(如相位屏网格数、相位屏单位大小等)、大气湍流参数(如大气相干长度、内尺度、外尺度等)、光束传输参数,如波长、束腰半径、传播距离等);
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    给调制器加载相位图,并调制显示;显示相位图,图片/文件夹可导入、保存。
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应用领域可应用于天文高分辨率成像系统,激光通信系统,自适应光学系统,轨迹跟踪等。
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