CO2激光大气传输特性及估算方法研究

CO2激光大气传输特性及估算方法研究

摘要:为了从更全面的角度计算CO2激光的大气透过率,分别从分子吸收、散射和气溶胶衰减的问题入手,并对气溶胶衰减中霾、雾、雨、雪等气象条件进行扩展论述;介绍了激光大气传输的经验估算方法;给出CO2激光在大气传输中受温度、距离、高度影响的变化曲线;进而得到较为系统的CO2大气传输特性及衰减系数估算方法。

关键词:CO2激光衰减激光大气传输传输特性

激光在大气中传输会受到大气分子及气溶胶的吸收、散射等综合作用而引起激光束能量的衰减,使得接收端产生激光功率衰减、光斑扩展等现象,对激光通信、激光测距、激光探测等[1～2]系统工作性能产生影响。因此,在设计测距及通信系统时需要考虑激光在大气中的传输和衰减[3～4]。

CO2激光波长为9～11μｍ及其附近的长波红外波段,具有比较大的输出功率和较高的能量转换效率,光束质量高、相干性好、工作稳定等优点。但由于大气的物理性质复杂,影响CO2激光大气传输特性的因素较多且随即性大、计算大气传输衰减的难度较大。因此本文对CO2激光大气衰减因素进行归纳说明,进而得到较为系统的CO2激光大气衰减特性及估算方法。

1 CO2激光的大气衰减因素