大气湍流间歇性及其对光波传播的影响

摘要

当光波在大气中传播时,由于大气湍流的作用,其光束质量将会极大地恶化。对于这类问题的处理,长期以来都是以Tartask ii等人的理论为指导,而他们的理论是根据Kolmogrov于1941年建立的局地均匀各向同性湍流理论(K41)建立的,所以K41理论是这一领域奠基的基石。然而,随着湍流研究的深入,人们已经逐渐意识到K41湍流理论的各方面的缺点,其中尤其明显的是,K41理论忽略了湍流的间歇特征。在湍流现代理论中,湍流间歇性的研究一直是处于中心位置。经过数十年的不懈的努力,目前人们已经对湍流间歇性有了一些初步的成果和认识。本文综述了试图将湍流间歇性引入随机介质中光传播问题的考虑之中的各种尝试。我们首先结合光学问题的需要对湍流及其间歇性研究现状及重要成果进行了概要的回顾和说明。在此基础上,我们以两种方式对间歇性大气湍流中光传播问题进行分析:首先,我们以一种简单的非Gauss场模型为基础分析间歇性大气湍流中的光场统计性质;然后,我们将统计矩方程展开到四阶累积函数,分析了近Gauss场附近的光场统计性质。我们还以层次结构模型为基础对二阶统计矩进行了进一步的研究。