激光在等离子体鞘套中的传输特性

目录

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第1 章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 等离子体鞘套基本特征及电磁波传输特性的研究概况

1.2.1 等离子体鞘套基本特征

1.2.2 电磁波在鞘套中传输的理论研究现状

1.2.3 地面模拟实验及飞行试验

1.2.4 黑障问题的主要应对方案

1.3 激光通信方案的提出及发展

1.4 本文的主要研究内容

第2章 鞘套中等离子体和烧蚀颗粒对激光传输影响的理论研究

2.1 引言

2.2 纯空气电离的等离子体对激光信号传输的影响

2.2.1 等离子体的介电特性

2.2.2耗散效应引起的不同波长电磁波的传输衰减

2.2.3色散效应影响下的激光信号脉冲展宽量

2.3 含烧蚀颗粒的等离子体对于激光信号传输的影响

2.3.1 烧蚀颗粒对激光的散射效应分析

2.3.2 Mie 散射效应造成的激光衰减

2.3.3 Debye 散射效应造成的激光衰减

2.4 本章小结

第3 章激光在激波管模拟的鞘套环境中传输的实验研究

3.1 引言

3.2 实验系统及方案

3.2.1基于多功能激波管的等离子体发生系统

3.2.2 激光实验系统

3.2.3 实验方案

3.3 532 nm 激光光场传输结果

3.4 直接探测系统振幅调制信号的实验结果

3.4.1 信号幅度

3.4.2 信号波形、频率及脉宽

3.4.3 伪随机信号的传输

3.4.4 自定义信号的传输

3.5 相干探测系统 QPSK 信号的实验结果

3.6 实验结果总结及可能影响激光通信的因素讨论

3.6.1 等离子体及烧蚀颗粒的影响讨论

3.6.2 强背景辐射的影响

3.6.3 其他因素

3.7 本章小结

第4 章鞘套湍流折射率起伏理论模型建立及高斯光束传输

4.1 引言

4.2 鞘套湍流折射率起伏理论模型建立及折射率方差计算结果

4.2.1 等离子体鞘套湍流折射率起伏的物理模型建立

4.2.2 临近空间高超声速飞行器流场参量讨论

4.2.3 不同飞行条件下的鞘套折射率起伏方差计算结果

4.2.4 鞘套折射率起伏方差与入射波频率的关系

4.3 高斯光束在鞘套湍流中传输的模拟

4.3.1 1550 nm 高斯波束的传输

4.3.2 1.56 THz 高斯波束的传输

4.4 大气链路讨论

4.5 本章小结

第5 章等离子体鞘套中涡旋光束的轨道角动量特性

5.1 引言

5.2 拉盖尔高斯光束及其在湍流中传输的理论

5.3 拉盖尔高斯光束在鞘套中传输的模拟

5.3.1 光强及相位分布

5.3.2 轨道角动量谱

5.3.3 发射 OAM 的探测概率

5.4 结果讨论

5.4.1 不同飞行高度和速度下的 OAM 通信

5.4.2 应对湍流影响的措施

5.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及其它成果

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致 谢

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