GLAD:大氣像差與自適應光學
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概述
激光在大氣湍流中傳輸時會拾取大氣湍流導致的相位畸變,特別是在長距離傳輸的激光通信系統中。這種畸變會使傳輸激光的波前劣化。通過在系統中引入自適應光學系統,可以對激光傳輸時拾取的低頻畸變進行校正,從而顯著提升傳輸激光的Strehl ratio。
圖1.激光通信系統示意圖系統描述 本例介紹了大氣湍流像差對應命令phase/random/kolmogorov以及自適應光學命令adapt的使用。大氣湍流對于激光波前的影響可以采用Kolmogorov功率譜模型表征:
其中
是波陣面的光譜功率,r0為可視參數, f是空間頻率,L0是外部尺寸, Li是內部尺寸,這些參數的單位分別為rad,m,m-1。
自適應模型中,假設所有的驅動器都是一樣的并且均勻分布在一個正方形的口徑中,用戶可以自定義驅動器影響函數的空間寬度。對于空間波長大于用戶自定義空間寬度的成分,自適應默認完全校正。
引入自適應光學系統后,經過大氣傳輸的激光光斑的初始Strehl ratio從0.04被顯著提升到了0.87。
模擬結果
圖2.經過大氣傳輸的激光波前分布,此時對應的Strehl ratio為0.04
圖3.經過自適應光學矯正后的大氣傳輸激光波前分布,此時對應的Strehl ratio為0.87
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