[发明专利]一种激光传输光束抖动效应的数值模拟方法

摘要

本发明公开了一种激光传输光束抖动效应的数值模拟方法，包括以下步骤1)设光束抖动时各向同性，抖动角均方根为σ，在极坐标下，产生两组随机数θ1、θ2，θ1为0‑2π的均匀分布随机数，θ2为均方根为σ的高斯分布随机数；2)根据θ1和θ2与Zernike多项式第一阶系数a1和第二阶系数a2之间的关系得到Zernike多项式第一阶系数a1和第二阶系数a2；3)根据Zernike多项式第一阶系数a1和第二阶系数a2计算倾斜的波前相位；4)将倾斜的波前相位叠加在发射光束的光场上实现激光传输光束抖动效应的数值模拟。本发明可以实现激光传输光束抖动效应的数值模拟。

主权项

一种激光传输光束抖动效应的数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：1)设瞬时光斑质心围绕其平均光斑质心在各个方向上的概率相同，瞬时光斑质心围绕其平均光斑质心位置变化的均方根为光束抖动误差，产生一组在[0,2π]均匀分布随机数作为垂直于传输平面上的方向角θ1，产生一组均方根为σ的高斯分布随机数作为轴向上的方向角θ2；2)根据方向角θ1和方向角θ2与Zernike多项式的第一阶系数a1和第二阶系数a2之间的关系得到Zernike多项式第一阶系数a1和第二阶系数a2；3)根据Zernike多项式第一阶系数a1和第二阶系数a2计算倾斜的波前相位；4)将倾斜的波前相位叠加在发射光束光场上实现激光传输光束抖动效应的数值模拟；步骤2)中方向角θ1和方向角θ2与Zernike多项式第一阶系数a1和第二阶系数a2之间的关系为：a1=kθ2cosθ12]]>a2=kθ2sinθ12]]>其中，k为激光的波数，且k＝2π/λ为激光的波数，λ为激光的波长；步骤3)中倾斜的波前相位在直角坐标系下的表达式为：Φx(x,y)＝2a1xΦy(x,y)＝2a2y步骤3)中倾斜的波前相位在极坐标系下的表达式为：Φx(ρ,θ)＝2a1ρcos(θ)Φy(ρ,θ)＝2a2ρsin(θ)。