本文關(guān)鍵詞：基于差分成像法的大氣相干長(zhǎng)度測(cè)試技術(shù)研究

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【摘要】：激光在湍流大氣中傳播時(shí),大氣折射率的隨機(jī)起伏會(huì)導(dǎo)致激光信號(hào)的振幅和相位發(fā)生隨機(jī)波動(dòng),使得到達(dá)接收端的光束產(chǎn)生散斑和閃爍現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)光斑完全破碎。這些效應(yīng)嚴(yán)重制約了激光的大氣應(yīng)用。因此,準(zhǔn)確可靠地分析并測(cè)量出大氣湍流的影響對(duì)激光工程具有重要意義。本文詳細(xì)介紹了差分成像法大氣相干長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)儀(Differential Image Motion Monitor-DIMM)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,總結(jié)了典型儀器的技術(shù)參數(shù);概述了大氣湍流的產(chǎn)生機(jī)理,從折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)及其性質(zhì)、相位起伏、到達(dá)角起伏三個(gè)方面討論了大氣湍流的光學(xué)特性,并明確了大氣相干長(zhǎng)度作為唯一能夠全面描述湍流強(qiáng)度的參量的重要意義;分析比較了多種湍流強(qiáng)度的測(cè)量方法,指出了DIMM操作簡(jiǎn)便、成本低、精度高的優(yōu)點(diǎn);詳細(xì)介紹了DIMM的測(cè)量原理;確定了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和重要參數(shù);完成光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝調(diào)。在野外進(jìn)行整晚觀星測(cè)試,獲得了大氣相干長(zhǎng)度變化曲線圖。測(cè)量過(guò)程中設(shè)備跟蹤精度高,穩(wěn)定性好,基本不需要人為干預(yù);測(cè)量結(jié)果滿足湍流強(qiáng)度夜間的變化特性,證明了本DIMM系統(tǒng)測(cè)量大氣湍流強(qiáng)度的可行性。
【關(guān)鍵詞】：大氣湍流 差分成像法(DIMM) 大氣相干長(zhǎng)度 光機(jī)設(shè)計(jì) 測(cè)試
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH765.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題研究的目的和意義8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀8-15
• 1.2.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀8-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容15-16
• 第二章 光在湍流大氣中的傳播16-25
• 2.1 大氣湍流的產(chǎn)生機(jī)理16-17
• 2.2 大氣湍流中的折射率場(chǎng)17-20
• 2.2.1 折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)17-19
• 2.2.2 折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)的性質(zhì)19-20
• 2.3 光在湍流大氣中的空間相干性退化20-23
• 2.3.1 相位起伏20-22
• 2.3.2 到達(dá)角起伏22-23
• 2.4 大氣相干長(zhǎng)度23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 大氣湍流強(qiáng)度測(cè)試方法25-32
• 3.1 大氣湍流折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)測(cè)量方法25-27
• 3.1.1 溫度脈動(dòng)法25
• 3.1.2 激光閃爍法25-26
• 3.1.3 雷達(dá)測(cè)量法26-27
• 3.2 大氣相干長(zhǎng)度測(cè)試方法27-31
• 3.2.1 DIMM工作原理27-30
• 3.2.2 幾種理論公式的分析比較30-31
• 3.3 本章小結(jié)31-32
• 第四章 DIMM大氣相干長(zhǎng)度儀的設(shè)計(jì)32-50
• 4.1 系統(tǒng)組成與原理32-34
• 4.2 光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)34-42
• 4.2.1 光學(xué)設(shè)計(jì)34-39
• 4.2.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)39-42
• 4.3 伺服單元設(shè)計(jì)42-44
• 4.4 圖像采集與處理單元設(shè)計(jì)44-49
• 4.4.1 圖像采集單元44-47
• 4.4.2 處理單元47-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第五章 實(shí)測(cè)結(jié)果與分析50-55
• 5.1 測(cè)試設(shè)備組成50
• 5.2 測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)與數(shù)據(jù)分析50-53
• 5.3 系統(tǒng)不足與改進(jìn)53-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 總結(jié)與展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 致謝59-60
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果60

【相似文獻(xiàn)】

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1 陳柏;影響激光相干長(zhǎng)度的若干因素[J];集美航海學(xué)院學(xué)報(bào);1996年01期

2 梁霄;田源;劉強(qiáng);;相干長(zhǎng)度兩種定義的區(qū)別和聯(lián)系[J];重慶文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年02期

3 劉裕勤;關(guān)于相干長(zhǎng)度的討論[J];山東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1997年03期

4 ;測(cè)量激光輻射相干長(zhǎng)度時(shí)的問(wèn)題和認(rèn)識(shí)[J];光學(xué)機(jī)械;1978年03期

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1 李勃;基于差分成像法的大氣相干長(zhǎng)度測(cè)試技術(shù)研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2015年

2 賈玉光;大氣結(jié)構(gòu)常數(shù)光學(xué)測(cè)試機(jī)理及試驗(yàn)研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：665040