[发明专利]一种探测大气湍流结构常数的方法及装置

权利要求书

1.一种探测大气湍流结构常数装置，其特征在于，包括：

激光发生器(1)、光学发射天线(2)、光学接收天线(3)、偏振度测试仪(4)、数据处理器(5)；

从所述激光发生器(1)发出的电磁光束经过光学发射天线(2)准直扩束后发射，发射出的电磁准直光束通过大气湍流后被光学接收天线(3)接收，电磁准直光束通过偏振度测试仪(4)，偏振度测试仪(4)获取测试数据，数据处理器(5)根据偏振度测试仪获取的数据计算得到大气湍流结构常数；

所述偏振度测试仪(4)获取的数据包括：电磁光束偏振度P、电磁光束初始偏振度P₀；

所述数据处理器(5)根据以下公式计算得到大气湍流结构常数：

C_n²为大气湍流结构常数，f[P,W(ρ₁,ρ₂,z)]表示电磁光束偏振度P和交叉谱密度函数W(ρ₁,ρ₂,z)的函数关系式，而交叉谱密度函数W(ρ₁,ρ₂,z)＝W(P₀,l₀,ω₀,n,λ,δ_xx,δ_yy,z)为包含初始偏振度P₀、大气湍流内尺度l₀、束腰ω₀、光束阶数n、波长λ、x方向和y方向的相干长度δ_xx和δ_yy、及传输距离z的函数。

2.根据权利要求1所述的探测大气湍流结构常数装置，其特征在于，所述激光发生器(1)为Nd:YAG激光器、CO₂激光器、半导体激光器、光纤激光器或He-Ne激光器。

3.根据权利要求1所述的探测大气湍流结构常数装置，其特征在于，所述光学发射天线(2)为开普勒望远镜，或伽利略望远镜。

4.根据权利要求1所述的探测大气湍流结构常数装置，其特征在于，所述光学接收天线(3)为卡塞格伦望远镜，或牛顿望远镜，或格里高利望远镜，或开普勒望远镜，或伽利略望远镜。

5.根据权利要求1所述的探测大气湍流结构常数装置，其特征在于，所述偏振度测试仪(4)为DOP-201偏振度测试仪，或PAX5700系列偏振测试仪，或EPTS01偏振度测试仪。

6.一种探测大气湍流结构常数方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将激光发生器发出的电磁光束经过光学发射天线准直扩束后发射，使发射出的电磁准直光束通过大气湍流后被光学接收天线接收；

(2)将光学接收天线接收到的电磁准直光束通过偏振度测试仪；

(3)利用偏振度测试仪所测得的数值来探测大气湍流结构常数的值；

所述电磁光束为部分相干矢量光束，电磁光束的偏振度与大气湍流结构常数满足以下函数表达式：

C_n²为大气湍流结构常数，f[P,W(ρ₁,ρ₂,z)]表示电磁光束偏振度P和交叉谱密度函数W(ρ₁,ρ₂,z)的函数关系式，而交叉谱密度函数W(ρ₁,ρ₂,z)＝W(P₀,l₀,ω₀,n,λ,δ_xx,δ_yy,z)为包含初始偏振度P₀、大气湍流内尺度l₀、束腰ω₀、光束阶数n、波长λ、x方向和y方向的相干长度δ_xx和δ_yy、及传输距离z的函数。