基于液晶空间光调制器的附面层效应模拟

作     者：景刚 刘智 林鹏 刘树通 蒋青芳 JING Gang;LIU Zhi;LIN Peng;LIU Shutong;JIANG Qingfang

作者机构：长春理工大学光电工程学院长春130022 长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程研究中心长春130022 长春理工大学电子信息工程学院长春130022 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2024年第53卷第2期

页      面：232-243页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金叶企孙科学基金(No.U2141231) 

主　　题：光通信 附面层效应 光斑分析 液晶空间光调制器 液晶变焦透镜 模拟器 

摘      要：为了给航空动平台激光通信的附面层效应校正系统提供验证条件,设计了一种基于液晶空间光调制器来模拟附面层效应的模拟器。首先,从几何光学的角度分析附面层效应,将其等效为负透镜。然后,利用计算机对不同飞行条件下附面层效应与等效负透镜焦距之间的关系进行数值分析仿真。之后在液晶空间光调制器上导入不同焦距透镜的相位灰度图以实现变焦透镜的功能,通过改变变焦透镜的焦距来模拟航空平台不同飞行条件下的附面层效应。最后通过实验验证模拟的准确性,在环境温度下,模拟附面层效应的液晶空间光调制器得到的光斑图像由红外相机拍摄,之后进行图像处理分析实际光斑大小,并与理论计算光斑大小比较,得出误差曲线图。研究结果显示,基于液晶空间光调制器模拟附面层效应引起散斑效应的理论光斑大小与实际光斑大小的均方根误差为0.04375,验证了所提出的方法的可行性和有效性。