大氣中自聚焦和海洋中熱暈效應(yīng)對激光傳輸特性和光束質(zhì)量的影響

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1、６分類號：１０６３：Ｏ４３６單位代碼密級：公開學(xué)號：２０１６０９０５００５成．ｉ．Ｉｆ範(fàn)上＃碩士學(xué)位論文中文論文題目：大氣中自聚焦和海洋中熱暈效應(yīng)對激光傳輸特性和光束質(zhì)量的影響－ｆｏｃｕｓｉ英文論文題目Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｅｌｆｉｎｇｉｎｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ：ａｎｄｔｈｅｒｍａｌｂｌｏｏｍｉｎｇｉｎｔｈｅｓｅａｗａｔｅｒｏｎｔｈｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｔｈｅｂｅａｍｑｕａｌｉｔｙｏｆｌａｓｅｒｂｅａｍｓ論文作者：張雨秋指導(dǎo)教師：季小玲專業(yè)名稱：光學(xué)研究方向：激光傳

2、輸與控制所在學(xué)院：物理與電子工程學(xué)院論文提交日期：２０１８年６月８日論文答辯日期：２０１８年５月２４日四川師范大學(xué)學(xué)位論文獨創(chuàng)性聲明本人盧明：所呈交學(xué)位論文大氣中自聚焦和海洋中熱暈效應(yīng)對激光傳輸特性和光束質(zhì)帶的影響，是本人在導(dǎo)師季小玲教授的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究丄作所取得的成果。除文中己經(jīng)注叨引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集休己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研宄做出重耍貢獻(xiàn)的個人和集體，均己在文屮以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。一致木人承諾：已提交的學(xué)位論文電子版與論文紙本的內(nèi)容。如因不符而引起的學(xué)術(shù)Ｐ捋上的損失山

3、本人自負(fù)？學(xué)位論文作者：沒簽字日期：年／月日＋學(xué)位論文出版授權(quán)書木人完全同意《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》“”（以下簡稱章程），愿意將本人的碩士學(xué)位輪文提交中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社在《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表?！吨袊鴥?yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》可以以電子、ＣＮＫ網(wǎng)絡(luò)及其他數(shù)字媒體形式公開出版，并同意編入Ｉ《中國知識資源總；年》，在《中國牌碩士學(xué)位論文評價數(shù)據(jù)庫》中使瓜和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播“”，冋意按章程規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。作者簽名：菊休１論文題丨丨碰４如施愈劣Ａ替破矣今舞鉍性如４閑屬影咱．中

4、＃院校：四川師范人學(xué)屮業(yè)屮份：２０１８屮６Ｊｊ所在學(xué)院：所學(xué)專、ｌｋ：免說鉤螋志１教ｆ％務(wù)叫聯(lián)：本授權(quán)書由中凼學(xué)術(shù)則刊（光盤版）電子雜志社保丫／。通系丨０１０６２７９１９３１６２７９３１７６Ｂ２７９０６ｔＳｆＣ－Ｅ：０１０６２７９１ＨＭ信地址：北京清華大學(xué)郵Ｗ＾４＿４８信箱采編中心郵編；１０００８４摘要大氣中自聚焦和海洋中熱暈效應(yīng)對激光傳輸特性和光束質(zhì)量的影響光學(xué)專業(yè)研究生張雨秋指導(dǎo)教師季小玲摘要大量太空垃圾對人類航天活動構(gòu)成了巨大威脅，激光空間碎片清除是一種非常重要且有效清理太空垃圾的方法。地基空間碎片清除不可避免地會遇到強(qiáng)激光大氣傳輸問

5、題，而強(qiáng)激光大氣傳輸時的自聚焦和群速度色散效應(yīng)是十分顯著的，因此研究脈沖激光從地面經(jīng)大氣傳輸至空間軌道的自聚焦效應(yīng)和群速度色散效應(yīng)對空間碎片清除的影響是非常重要的。另一方面，利用激光輻射把轉(zhuǎn)換的太陽能從太空輸運到地面上是一個綠色能源設(shè)想，而大多數(shù)激光發(fā)射裝置中都含有產(chǎn)生環(huán)狀光束的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，因此研究環(huán)狀光束從空間軌道經(jīng)大氣傳輸?shù)降孛娴淖跃劢剐?yīng)是十分重要的。此外，隨著激光在水下應(yīng)用的興起，研究激光在海水介質(zhì)中傳輸?shù)臒釙炐?yīng)顯得尤為重要。本論文主要研究了大氣中自聚焦、群速度色散效應(yīng)和海洋中熱暈效應(yīng)對激光傳輸特性和光束質(zhì)量的影響，具體研究工作包括：1.研究了脈沖激光從地面經(jīng)大氣傳輸至空

6、間碎片的自聚焦和群速度色散效應(yīng)對空間碎片清除的影響。自行編制了脈沖激光從地面經(jīng)大氣傳輸至空間軌道的模擬仿真程序，用數(shù)值模擬的方法研究了大氣自聚焦效應(yīng)和群速度色散效應(yīng)對脈沖激光傳輸特性和光束質(zhì)量的影響。研究發(fā)現(xiàn)：與線性傳輸情況不同的是，由于自聚焦和群速度色散的共同作用，激光在傳輸過程中的脈寬和束寬的變化十分顯著，并且在空間碎片靶面上會出現(xiàn)脈沖分裂和旁瓣光強(qiáng)分布。同時，與線性傳輸情況相比，靶面上的束寬和脈寬均會增加。除此之外，針對激光清理空間碎片,2推導(dǎo)出了修正焦距和光束M因子的解析表達(dá)式。研究表明：若采用本論文推導(dǎo)2出的修正焦距，能提高靶面上的光束質(zhì)量；當(dāng)M因子低于1.6時，靶面上能

7、獲得較好的光束質(zhì)量。本論文所得結(jié)果對地基高能激光清理空間碎片清除具有重要意義。2.針對利用激光輻射把轉(zhuǎn)換的太陽能輸運到地面的應(yīng)用，研究了環(huán)狀光束I四川師范大學(xué)碩士學(xué)位論文從空間軌道經(jīng)大氣傳輸?shù)降孛娴淖跃劢剐?yīng)。自行編制了環(huán)狀光束從空間軌道經(jīng)大氣傳輸?shù)降孛娴哪M仿真程序，用數(shù)值模擬的方法研究了大氣自聚焦效應(yīng)對環(huán)狀光束傳輸特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)：隨著環(huán)狀光束遮攔比的增加，自聚焦作用會使得環(huán)狀光束壓縮更厲害。另一方面，研究比較了自聚焦效應(yīng)對環(huán)狀光束、平頂光束和高斯光束傳輸特性