在激光作为战略和战术激光武器的研究中,涉及激光在大气中的远程传输和如何实现将强激光有效地集中在目标上的问题。强激光在远程大气传输过程中,由于大气湍流、热晕等原因,激光与大气相互作用将产生各种效应,这些效应将使激光波前产生畸变,光束发散、漂移、闪烁,最终导致激光的能量、相干性大大下降,从而严重影响激光的传输效果。本项目就是研究利用受激布里渊散射(SBS)相位共轭技术补偿由于大气湍流、激光介质以及光学系统给激光波前带来的畸变,实现强激光无畸变远程大气传输。从理论上研究SBS补偿激光传输的补偿规律,从实验上进行5~10公里的激光远程大气补偿传输实验,研究其可行性。
激光在大气中传输时,大气对激光会产生吸收、散射和湍流效应,使激光束能量发生衰减、激光束发生扩展、漂移、抖动和闪烁效应,造成激光波前畸变,影响激光大气传输效果。利用受激布里渊散射(SBS)是补偿激光远程大气传输波前畸变的有效方法之一。本项目在理论上对大气湍流对激光传输的影响进行了详细的分析,描述了光学相位共轭技术补偿大气湍流对激光传输造成影响的过程,并对系统的几个相关参数进行了讨论。在国内首次进行了室外3.2km 和10.5km SBS相位共轭技术补偿激光大气传输实验研究。针对不同天气状况和同一天不同时间段的激光大气传输及SBS相位共轭补偿进行了系统的实验研究。实验证实了利用SBS补偿远距离激光大气传输的可行性和和有效性。在3.2km实验中,共轭光传输效率最高达49%,而非相位共轭的信标光传输效率在12.3~18.6%之间,到达目标的SBS共轭光能量达112mJ。室外10.5公里激光大气传输实验中,共轭光传输效率是信标光的2.6~4倍;SBS相位共轭光的漂移幅度仅为探测光的13%。