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强湍流效应下激光大气传输短曝光光斑统计分析

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强激光与粒子束 2005年第3期17卷 321-324页

作者：刘建国黄印博王英俭中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心安徽合肥230031

利用数值模拟的方法,对强湍流效应下激光大气传输焦平面短曝光光斑的统计特性进行了初步分析,并与实验结果进行了对比。结果表明:在强湍流效应下,焦平面短曝光光斑破碎成一系列的小光斑,这些破碎光斑的等效半径与爱里斑半径近似相等;接... 详细信息

利用数值模拟的方法,对强湍流效应下激光大气传输焦平面短曝光光斑的统计特性进行了初步分析,并与实验结果进行了对比。结果表明:在强湍流效应下,焦平面短曝光光斑破碎成一系列的小光斑,这些破碎光斑的等效半径与爱里斑半径近似相等;接收器中心置于光轴轴心处,当接收孔径等于爱里斑直径时,接收的均值光强最大。

关键词：激光传输湍流大气破碎光斑爱里斑

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中红外波段高空大气传输透过率及热辐射计算

红外与激光工程 2013年第9期42卷 2324-2329页

作者：刘丹丹黄印博戴聪明魏合理中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室安徽合肥230031 中国科学院大学北京100049

使用逐线积分（LBL）及四种版本高分辨率分子吸收数据库（HITRAN96、2k、04及08版本）对比计算了中红外2～5μm波段在中纬度夏季（45°N，7月）模式高空大气下行传输的大气分子透过率及热辐射．结果表明：透过率随着下行传输路径减小而... 详细信息

使用逐线积分（LBL）及四种版本高分辨率分子吸收数据库（HITRAN96、2k、04及08版本）对比计算了中红外2～5μm波段在中纬度夏季（45°N，7月）模式高空大气下行传输的大气分子透过率及热辐射．结果表明：透过率随着下行传输路径减小而增大，热辐射随着传输路径的减小而降低，适当的减小传输路径可以降低高空大气对光电系统应用的影响。96、2k和04版本数据库在三种不同传输路径上透过率的平均绝对偏差均较小，但在某些波段绝对偏差较大，如HITRAN2k在100～10km传输路径上的绝对偏差最大达到了0．81；96、2k和04版本数据库在三种不同传输路径上热辐射的平均绝对偏差的数量级均为10^-6。04版本的平均绝对偏差并非在所有路径中是最小的。计算不同传输路径的大气透过率和热辐射时．采用旧版本的数据库在某些波段可能会产生相当大的误差。

关键词：大气透过率热辐射 HITRAN数据库 LBLRTM软件

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内混合强吸收气溶胶粒子光散射的等效性

强激光与粒子束 2007年第7期19卷 1066-1070页

作者：黄红莲黄印博饶瑞中中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心合肥230031

以黑碳和水两种成分组成的内混合单分散气溶胶粒子为例,根据其各消光效率因子、吸收效率因子和散射相函数,分析了用等效折射率来描述含有不同成分的内混合气溶胶系统的适用性。结果表明:在瑞利散射区和几何光学区内,内核(碳粒)体积比为0... 详细信息

以黑碳和水两种成分组成的内混合单分散气溶胶粒子为例,根据其各消光效率因子、吸收效率因子和散射相函数,分析了用等效折射率来描述含有不同成分的内混合气溶胶系统的适用性。结果表明:在瑞利散射区和几何光学区内,内核(碳粒)体积比为0.01,0.1,0.5,0.9时,消光效率在大多数尺度参数下等效性都很好,但在米散射区内相对较差;当体积比大于0.3时,其吸收效率、消光效率等效性较好;除瑞利散射区外,散射相函数在各体积比下的等效性都很差。当考虑内混合气溶胶粒子系统的散射和吸收特性时,一般不难找到等效折射率,但在光散射技术中,应用相函数反演等效折射率的可靠性还有待商榷。

关键词：大气气溶胶光散射内混合等效折射率等效性

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大气气溶胶等效吸收的研究

红外与激光工程 2014年第4期43卷 1057-1061页

作者：邵士勇梅海平黄印博饶瑞中中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室安徽合肥230031

以强吸收性的煤烟气溶胶为例,分析了其等效吸收系数与反映粒子分布的荣格指数的关系,指出随荣格指数的增大,吸收系数呈现出先减小后增大的"U"形结构。对同一成分的气溶胶来说,小粒子的容热能力高于大粒子,随着大粒子的增多,延迟时间逐... 详细信息

以强吸收性的煤烟气溶胶为例,分析了其等效吸收系数与反映粒子分布的荣格指数的关系,指出随荣格指数的增大,吸收系数呈现出先减小后增大的"U"形结构。对同一成分的气溶胶来说,小粒子的容热能力高于大粒子,随着大粒子的增多,延迟时间逐渐缩短。以光纤式迈克尔逊干涉的简易平台为基础,考察了镜面反射光经准直器端面的透射光和准直器端面反射光所形成的干涉光,在1.064μm近红外平行光束垂直照射下的相位变化,利用相位变化量和等效吸收的关系,获取了晴天、雾天、纸张燃烧的薄烟雾及浓烟雾的大气气溶胶等效吸收的发展过程,测量灵敏度达到10-6m-1,分析了环境温度渐变引起的迈克尔逊干涉信号基线的飘移,为气溶胶吸收过程的详细研究和吸收系数的实际测量提供了试验基础。

关键词：等效吸收系数迈克尔逊干涉荣格指数相位改变量延迟时间

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激光湍流大气传输数值模拟中计算参量的选取

光子学报 2008年第10期37卷 1986-1991页

作者：钱仙妹朱文越黄印博饶瑞中中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心合肥230031

根据抽样原则、湍流介质特性、湍流效应和光传播效应等全面分析了网格间距、相屏间距和网格数目等关键计算参量选取的基本要求.通过数值计算,分析各种要求的可行性,表明在具体的数值模拟过程中,并非所有要求都能同时满足,若严格按照要... 详细信息

根据抽样原则、湍流介质特性、湍流效应和光传播效应等全面分析了网格间距、相屏间距和网格数目等关键计算参量选取的基本要求.通过数值计算,分析各种要求的可行性,表明在具体的数值模拟过程中,并非所有要求都能同时满足,若严格按照要求选择计算参量,所需的计算量常超出计算机负荷范围.结合具体数值计算,综合考虑计算机承受能力和计算准确度,给出了一种可靠实用的计算参量选取思路和方案.

关键词：光传播大气湍流数值模拟计算参量

发射系统遮拦比对均强聚焦光束光斑扩展的影响

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强激光与粒子束 2003年第12期15卷 1181-1183页

作者：石小燕王英俭黄印博中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学实验室安徽合肥230031

　利用数值模拟方法讨论了发射系统遮拦比对均强聚焦光束湍流大气传输光斑扩展的影响。结果表明,对于均强聚焦光束湍流大气传输,在弱湍流效应条件下,光斑扩展受遮拦比影响较大;在较强湍流效应条件下,不同遮拦比光斑扩展变化趋势相同,此... 详细信息

　利用数值模拟方法讨论了发射系统遮拦比对均强聚焦光束湍流大气传输光斑扩展的影响。结果表明,对于均强聚焦光束湍流大气传输,在弱湍流效应条件下,光斑扩展受遮拦比影响较大;在较强湍流效应条件下,不同遮拦比光斑扩展变化趋势相同,此时远场光斑扩展主要还是受湍流效应强弱的影响。获得了常用遮拦比条件下均强聚焦光束光斑扩展和湍流效应特征参数的定标关系。

关键词：光大气传输湍流效应光斑扩展遮拦

Shack-Hartmann传感器用于湍流大气横向风速的测量

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光学学报 2009年第2期29卷 303-307页

作者：苑克娥朱文越黄印博饶瑞中中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心合肥230031

分析了利用Shack-Hartmann波前传感器子孔径对之间光强信号的时间延迟交叉相关函数,进行光传播路径上横向平均风速测最的基本原理,给出了横向平均风速的计算公式,并进行了水平1 km湍流大气实验测量。实验结果如下:不同子孔径对同时测量... 详细信息

分析了利用Shack-Hartmann波前传感器子孔径对之间光强信号的时间延迟交叉相关函数,进行光传播路径上横向平均风速测最的基本原理,给出了横向平均风速的计算公式,并进行了水平1 km湍流大气实验测量。实验结果如下:不同子孔径对同时测量的横向风速相关系数达0.988;将多对子孔径对测量的结果取平均,与接收端附近布置的风速计测量的横向风进行了对比,发现两系统的测量结果在随时间的变化趋势上具有较好的一致性,两次实验拟合的相关系数分别为0.848和0.820,标准偏差分别为0.372和0.376。以上结果表明,将Shack-Hartmann波前传感器用于横向平均风速的测量是可行的,拓展了该传感器的使用功能。

关键词：湍流大气 Shack Hartmann波前传感器闪烁相关路径横向平均风速

聚焦平台光束大气传输光束扩展的定标参数分析

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量子电子学报 2006年第3期23卷 274-281页

作者：王英俭黄印博中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心安徽合肥230031

建议采用63．2％环围能量半径及其内平均功率密度描述激光器大气传输光斑扩展特性。通过利用数值模拟及实验观测相结合的方法,对聚焦平台光束大气传输线性效应及湍流热晕相互作用引起的光束扩展进行了大量的数值模拟及部分实验研究,建... 详细信息

建议采用63．2％环围能量半径及其内平均功率密度描述激光器大气传输光斑扩展特性。通过利用数值模拟及实验观测相结合的方法,对聚焦平台光束大气传输线性效应及湍流热晕相互作用引起的光束扩展进行了大量的数值模拟及部分实验研究,建立了描述聚焦平台光束大气传输光束扩展与大气传输特征物理参量的定标关系,从而为激光工程应用的可行性及系统参量的优化设计提供依据。

关键词：大气光学湍流效应热晕效应光束扩展定标规律

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高能激光室内传输热晕效应的数值分析

强激光与粒子束 2004年第9期16卷 1123-1126页

作者：冯绚黄印博范承玉王英俭中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学实验室安徽合肥230031

　讨论了高能激光在室内传输通道内的数值模型及其算法。由于室内没有强迫对流(即静风,没有光束扫描),必须考虑热传导和浮力对流的作用。通过比较不考虑室内影响及同时考虑室内室外影响的两种结果发现:室内的热效应会使发射光束产生附... 详细信息

　讨论了高能激光在室内传输通道内的数值模型及其算法。由于室内没有强迫对流(即静风,没有光束扫描),必须考虑热传导和浮力对流的作用。通过比较不考虑室内影响及同时考虑室内室外影响的两种结果发现:室内的热效应会使发射光束产生附加相位畸变,使焦平面光斑质量下降,如发射功率为10kW时,考虑室内影响时的环围能量半径是不考虑室内影响的3.1倍,Strehl比是其40%。

关键词：热晕数值模拟浮力对流