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宏-微脉冲激光激发钠信标回波光子数的数值模拟
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:2014
  • 页码:0613001-1-0613001-7
  • 分类:O436[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]皖西学院材料与化工学院,安徽六安237012, [2]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, [3]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金(61107066)、安徽省高校自然科学基金(KJ20138331)
  • 相关项目:湍流大气信道对基于部分相干涡旋光束传输的自由空间光通信的影响机理研究
中文摘要:

宽带、圆偏振的宏-微脉冲激光能够有效地激发大气中间层钠原子,为自适应光学波前探测提供较多的回波光子数。在二能级光学Bloch方程的基础上,考虑不同大气湍流模式下激光光强在大气中间层的分布,通过数值模拟的方法,计算三种大气湍流模式下的钠信标回波光子数,然后根据经验确定大气相干长度的范围,估算宏-微脉冲激发钠信标回波光子数的平均值,所得的平均值与实验测量值比较接近。由于宏-微脉冲激光与钠原子作用可以忽略反冲、下抽运、地磁场等因素的影响,因此可以用计算有效截面的方法估算钠信标回波光子数。但是由于这种方法没有考虑激光的偏振态、光束质量因子以及光强的随机分布对钠原子激发态概率的影响,导致计算结果偏小。

英文摘要:

The macro-micropulse laser with broadband and circular polarization can effectively excite the sodium atoms in the mesosphere, which can offer more return photons for the wave-front sensing of the adaptive optics. Based on the two-level BIoch equation, considering the distribution of laser intensity under the different models for atmosphere turbulence in the mesosphere, the number of return photons for sodium laser beacons is calculated under the three models for atmospheric turbulence by the method of numerical simulation. Then, the scale of atmosphere coherent length is conjectured according to experience and the average value for the number of return photons is calculated. The average value is relatively close to the experimental values. Because the effects of the recoil, down- pumping and geomagnetic field can be neglected, the return photons can be computed by the effective absorption cross-section. However, this method leads to the smaller results of computation because there is no consideration of the influence of laser polarization, beam quality factor and intensity distribution on the probability of excited states.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849