张小琪，倪小龙，刘 智，丛明慧，张 洁

（长春理工大学 电子信息工程学院，吉林 长春 130022）

引言

空气因地面和太阳辅热向上流动，在这个过程中受风速和大气分子运动影响形成大气湍流。大气湍流引起大气折射率的改变，从而导致光束波前发生畸变，引起光斑闪烁、光斑漂移等效应[1]。在空间激光通信研究方向中，要减小误码率保证通信双方通信质量，必须对激光在大气湍流中的传播特性进行研究，以寻求抑制大气湍流效应的方法，所以需要找寻室内可替代的实验环境模拟大气湍流以便进行光通信研究。

现代光学采用数值模拟方法模拟大气湍流的真实状态[2]，常用的器件是液晶空间光调制器（LCSLM）。近些年提出的稀疏谱模型具有细节信息丰富、模拟周期长的优点，在稀疏谱模型下，二维随机场的精确要求达到5 个数量级以上的尺度变化，需要长的湍流相位屏来表示波前的时间演变。相位屏模拟常用方法有功率谱反演法、泽尼克法和次谐波法等[3]，这些方法能够较好地模拟大气湍流的特性，但也存在计算量大、模拟速度比较慢、具有周期性等问题，优化过程十分复杂，往往需要多种方法叠加，导致计算量成倍增加[4]。稀疏谱湍流相位屏应该具有较长的周期，采用上述经典模拟方法的方法是不可行的，因而本文考虑采用一种稀疏谱分区模型得到符合要求的湍流带[5]。

1 稀疏谱基本理论及其相位屏生成方法

稀疏谱的概念最早提出是用于海面模型的研究，后来推演到大气湍流相位屏的研究。……