高斯光束在大气湍流中传播时闪烁系数的计算开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着激光技术在军事、通信、遥感等领域的广泛应用，对激光在大气中传输特性的研究也变得越来越重要。

由于大气湍流的存在，激光束在大气中传输时会发生各种光学效应，例如光束扩展、光束漂移、光束闪烁等，这些效应会严重影响激光系统的性能，例如降低激光雷达的探测距离、降低激光通信系统的传输质量等。

因此，研究激光束在大气湍流中传输的特性，特别是光束闪烁系数的计算，对于提高激光系统的性能具有重要的意义。

2. 本选题国内外研究状况综述

大气湍流对光束传输的影响一直是光学领域研究的热点和难点。

国内外学者对此进行了大量的研究，并取得了丰硕的成果。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题主要研究高斯光束在大气湍流中传播时闪烁系数的计算方法，分析不同湍流强度、传播距离、束腰半径等因素对闪烁系数的影响，并为减小大气湍流对激光系统的影响提供理论依据和技术支持。

1. 主要内容

1.大气湍流理论：介绍大气湍流的基本概念、统计模型以及kolmogorov湍流谱等内容，为后续研究奠定理论基础。

4. 研究的方法与步骤

本课题将采用理论分析和数值模拟相结合的研究方法。

首先，通过查阅文献，了解大气湍流和高斯光束传播的基本理论，以及闪烁系数的定义和计算方法。

其次，基于惠更斯-菲涅尔原理或分裂步傅里叶变换方法建立高斯光束在大气湍流中传播的数值模型。

5. 研究的创新点

本课题的创新点在于：1.将系统地研究不同湍流强度、不同传播距离、不同束腰半径等因素对高斯光束闪烁系数的影响，并分析其变化规律，为减小大气湍流对激光系统的影响提供理论依据。

2.将尝试结合不同的数值模拟方法，例如基于惠更斯-菲涅尔原理的数值模拟方法和分裂步傅里叶变换方法，对高斯光束在大气湍流中传播时的闪烁系数进行计算，并比较不同方法的优缺点。

3.将结合实际应用，分析高斯光束闪烁系数对激光雷达、激光通信等系统性能的影响，并提出相应的优化方案。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 张晓欣, 周宁, 吴健. 基于随机相位屏的大气湍流中部分相干光束传输特性[j]. 光学学报, 2020, 40(24): 2401002.

[2] 刘雨桐, 冯雪, 张豆, 等. 基于修正andrews谱模型的斜程大气湍流中拉盖斯-高斯光束传输特性[j]. 光学学报, 2021, 41(01): 0101001.

[3] 王云, 谢世伟, 周文杰, 等. 基于广义惠更斯-菲涅耳原理的电磁高斯谢尔模型阵列光束在海洋湍流中传输特性研究[j]. 光学学报, 2021, 41(17): 1701001.