其中W^2 (f)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。由于大氣像差和光束擴束器的像散，斯特列爾比SR=0.34。經(jīng)過(guò)一個(gè)激勵器影響半徑為4.0cm的自適應鏡校正后，斯特列爾比為0.87。經(jīng)過(guò)全程傳播到達目標后，光斑直徑為50cm，剩下56%的能量，相對于沒(méi)有自適應鏡時(shí)能量的22%，有了明顯的提高。由于沒(méi)有考慮大氣對光學(xué)元件散射效應的衰減效應，所以實(shí)際中傳輸到的光更加少。

 

圖1.地對空激光通信系統示意圖

表1.關(guān)鍵參數

 

###激光器光束初始化

set/alias/off

wavelength/set 1 .48               # 設置激光器波長(cháng)

array/set 1 256                    # 設置計算初始矩陣大小

units/s 1 .1

gauss/c/c 1 1 1.25                 # 定義高斯光束

clap/cir/con 1 1.25

energy/norm 1 1.                   # 能量歸一化設置

set/density 64                     # 設置畫(huà)圖線(xiàn)條密度

title 1: starting laser distribution

plot/watch ex26_1.plt

plot/liso nsl=64 xr=1.5 yr=1.5       # 繪制激光束初始強度曲線(xiàn)

####激光器初始光束相位分布如圖1所示：

 

圖1激光器光束初始分布

 

##光束擴束器（20X）模擬

mirror 1 20 focallength            # 擴束器透鏡1焦距設置為20cm.

dist -420                          # 透鏡分離

mirror 1 400 focallength           #擴束器透鏡2焦距設置為400cm.

abr/ast 1 .2 45                    # 光束峰谷像散設置

clap/cir/con 1 25                  # 設置孔徑光闌直徑50

phase/random/kolmogorov 1 10. 7    # 光束附加大氣像差

strehl

title 2: phase after beam expander and atmoshpheric turbulence

plot/watch ex26_2.plt

plot/liso/phase xr=30 yr=30 nsl=64 min=-6 max=6

 

圖2.經(jīng)過(guò)擴束器及大氣干擾后光束相位分布

 

####光束傳輸至自適應鏡

adapt 1. 4.                        # 自適應鏡對光束的曲率半徑影響為4cm

strehl

title 3: phase after adaptive optic correction

plot/watch ex26_3.plt

plot/liso/phase xr=30 yr=30 nsl=64 min=-6 max=6 2

####光束經(jīng)過(guò)自適應鏡之后的相位分布如圖3

 

圖3.光束經(jīng)過(guò)自適應鏡校正之后的相位分布

 

####光束傳輸至轉換鏡

dist 5e7                           #光束傳輸500km至轉換鏡

title 4: irradiance at relay mirror before aperture

plot/watch ex26_4.plt

plot/liso xr=300 yr=300 nsl=64

####光束到達轉換鏡前的相位分布如圖4所示：

 

圖4.光束到達轉換鏡前的相位分布

 

####光束傳輸經(jīng)過(guò)轉換鏡

clap/cir/con 1 75                  # aperture of 1.5 m. dia. for relay

title 5: irradiance at relay mirror after aperture

plot/watch ex26_5.plt

plot/liso xr=300 yr=300 nsl=64

mirror 1 3e8 foc

abr/ast 1 .3 90

####光束經(jīng)過(guò)轉換鏡后相位分布如圖5所示：

 

圖5.光束經(jīng)過(guò)轉換鏡后相位分布

 

####光束傳輸至聚焦鏡

dist 3e8                           #光束傳輸3000km至聚焦鏡

clap/cir/con 1 200                 # 聚焦鏡孔徑直徑4m

energy

title 6: irradiance on focusing mirror

plot/watch ex26_6.plt

plot/liso xr=300 yr=300 nsl=64

####光束傳輸至聚焦鏡相位分布如圖6所示：

 

圖6.光束傳輸至聚焦鏡相位分布

 

####光束經(jīng)過(guò)聚焦鏡傳輸至聚焦靶面后相位分布

phase/random 1 .1 50               # 聚焦鏡附加隨機像差

mirror 1 5e7 focallength           # 聚焦鏡焦距500km

dist 5e7                           # 傳輸至靶面

clap/cir/con 1 25                  # 設置出瞳孔徑直徑50cm

energy

title 7: target irradiance inside 50 cm.

plot/watch ex26_7.plt

plot/liso xr=50 yr=50 nsl=64

end

####光束傳輸至聚焦靶面后相位分布如圖7所示：

 

圖7.光束傳輸至聚焦靶面后相位分布