赵 琦，樊红英，李轶国，蒋泽伟，胡绍云，赖庚辛，黄燕琳，耿 旭

(1.西南技术物理研究所，成都610041;2.南京理工大学电子工程与光电技术学院，南京210094)

引 言

高能激光束在大气传输是一个非常复杂的过程，大气湍流和热晕会严重影响光束质量［1］。由于实验的局限性，很早就有人提出用数值计算方法研究激光在大气中的传输［2］。对激光在大气湍流传输进行数值模拟已有了较深入的研究［3-7］。本文中用桶中功率来评价远场光束质量，采用800J非稳虚共焦腔钕玻璃脉冲激光器进行了实验。使用自编4维激光传输程序，针对大气对高能钕玻璃激光的影响做了计算模拟。对比实验和数值模拟，分析了相位屏参量的选取对数值模拟结果的影响和实验改进的方向。所得结果对高能激光器的应用有实际意义。

1 计算模型

近轴近似下，光束传输方程为:

式中，k为波数，A为慢变场振幅，z为传输距离，n0为未扰动时的折射率，n为折射率。

等压近似下的流体力学方程为:

式中，β是膨胀系数。光强为:

式中，I0是入射光束光强，σ(λ)是衰减系数。

采用相屏法对大气湍流影响进行数值模拟［9］，设:

采用位相相关函数和折射率扰动谱密度来反演相位屏，利用傅里叶逆变换离散后得到需要构造的离散相位屏［3］，总体设计思路见图1。

Fig.1 General design scheme

2 实验

实验中采用800J非稳虚共焦腔钕玻璃脉冲激光器。激光器输出波长λ=1.055μm，脉宽为3ms，出口口径d=360mm。激光束先通过扩束比为8的扩束器，然后被焦距f=2700m的透镜聚焦，再经衰减片后打到距激光器出口2750m的靶面上，实验原理图如图2所示。……