概述
 

激光在大氣湍流中傳輸時(shí)會(huì )拾取大氣湍流導致的相位畸變，特別是在長(cháng)距離傳輸的激光通信系統中。這種畸變會(huì )使傳輸激光的波前劣化。通過(guò)在系統中引入自適應光學(xué)系統，可以對激光傳輸時(shí)拾取的低頻畸變進(jìn)行校正，從而顯著(zhù)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(xué)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w²(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，L_i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(dòng)器都是一樣的并且均勻分布在一個(gè)正方形的口徑中，用戶(hù)可以自定義驅動(dòng)器影響函數的空間寬度。對于空間波長(cháng)大于用戶(hù)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(xué)系統后，經(jīng)過(guò)大氣傳輸的激光光斑的初始Strehl ratio從0.04被顯著(zhù)提升到了0.87。
 

模擬結果

 

  

圖2.經(jīng)過(guò)大氣傳輸的激光波前分布，此時(shí)對應的Strehl ratio為0.04
 

 

圖3經(jīng)過(guò)自適應光學(xué)矯正后的大氣傳輸激光波前分布，此時(shí)對應的Strehl ratio為0.87