姬 妍

（榆林学院 能源工程学院，陕西 榆林719000）

强激光在大气中传输时，会受到各种线性效应和非线性效应的影响。当激光功率很高时，大气本身的性质由于激光的作用发生变化，性质变化后的大气反过来又影响激光束本身，这就是非线性效应[1]。由于激光束的部分能量被大气吸收所引起的非线性热畸变，即热晕效应；对现在实际可行的激光武器而言，强度一般为103W/cm2[2]，在此范围内，最主要的非线性效应是热晕效应。按照激光与大气介质交换热量的时间长短，整束热晕效应又可分为稳态热晕和瞬态热晕效应[3]。如果激光脉冲持续时间很短，没有足够的时间完成热交换进而不能达到热平衡时的热晕效应是瞬态热晕效应。其按脉冲长短又可以分为短脉冲热晕和长脉冲热晕。

1 准直波束瞬态热晕效应的计算

1.1 短脉冲热晕

激光脉冲小于流体力学时间时，密度微扰方程为：

高斯波束沿OZ轴传播光强分布表达式[4]：

这就是准直波束短脉冲热晕效应的计算公式。

根据（4）式，假定功率10 kW、传输距离 2 km，波束半径a=0.1 m，脉冲宽度分别为：1.0e-6、1.0e-5和 1.0e-4s ，对准直短脉冲波束的热晕效应进行了计算，计算结果如图1所示。

为了讨论方便，定义流体力学时间为声音跨越波束直径所经历的时间，即：

其中cs为空气中的声速，取为340 m/s，当a=0.1 m时，ts=5.9×10-4s。

从图中可以看出，在脉冲宽度分别为：1.0e-6、1.0e-5和1.0e-4s时，光斑基本没有变化，也就是说光斑受热晕效应的影响很小，这是因为脉宽t远远小于流体力学时间ts的缘故。

1.2 长脉冲热……

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