激光通信在大气湍流中的传输

当激光通信信号通过随机大气时,大气湍流效应造成了光束飘移、强度起伏,光束扩展和像点抖动等现象,从而破坏了激光的相干性,导致相干性退化削弱激光通信的质量。文章介绍了大气湍流的形成及基本特性,对强度起伏、光束漂移及扩展和相位起伏与到达角起伏进行了理论分析,并指出在实际应用中降低湍流影响采取的措施。     

大气激光传输光束扩展的研究

由Rytov近似方法由平均强度导出了适用于弱湍流中的长期波束扩展,并和Fante所给的扩展进行数值对比,具有较好的一致性。分析了影响光束扩展效应的各种因素,结果表明：长期光束扩展与湍流强度、光束束腰半径、光束波长有一定的关系。     

基于大气湍流光学传递函数的图像复原

本文讨论了大气湍流的光学传递函数,基于大气湍流中图像降质的先验知识,对湍流模糊图像逆滤波复原和维纳滤波复原进行了仿真实验。     

非相干源对光通信系统性能的影响

文章利用光束在湍流大气中传输的闪烁理论,在仅考虑由大气湍流引起的信噪比的条件下,详细研究了非相干源对湍流大气中的光通信系统误码率的影响。通过数值计算得到了在相对相移键控（DPSK）调制方式下系统误码率随传输距离的变化关系。结果表明：利用非相干平顶高斯光,可以有效地减小其闪烁指数,随着N的增大,闪烁指数减小,误码率降低。因此,在DPSK调制下,采用阶数N较高的非相干平顶高斯光作信源能有效地降低大气湍流对系统误码率的影响,可有效地改善激光通信系统性能。     

大气信道对蓝绿激光传输影响的分析

文章分析了大气衰减、大气湍流及大气折射对蓝绿激光的影响,在大气折射率球面分层模型基础上,提出了折射率均匀分层的球面模型,仿真分析了大气折射对蓝绿激光的影响,根据大气光路方程得到了蓝绿激光在大气信道传输特性。     

大气湍流结构常数测试及孔径平滑效应的实验研究

本文开展一个通信链路为893m的外部实验,分析了不同接收孔径,不同时间、季节、雨雪天气下的光强闪烁指数,论证了大气湍流对光斑的影响程度。随着孔径的增大,本文绘制了不同季节时的大气湍流结构常数日变化曲线,发现在早晚两个时段的湍流相对较弱,分析了孔径平滑效应对大气湍流的有效抑制。     

激光传输受大气影响的仿真研究

针对激光在大气传播过程中发生的复杂的能量变化和光场分布问题,结合激光雷达探测原理、瑞利衍射、大气衰减、大气辐射的噪声等理论,建立了激光光束在大气中传输时的光场分布、能量衰减和背景噪声的数值模型,有效地描述了激光在大气中的传播特点,就不同要素对激光传输产生的不同影响做了分析,较为全面地还原了激光光束的线性传播过程。     

部分相干光束的传输光谱不变性

本文在标量理论范围内讨论部分相干双曲余弦高斯光束(ChG)的光谱在传输过程中的变化规律。研究结果表明:与高斯-谢尔模型光束不同,在不采取近似情况下,能够找到令部分相干ChG光束在整个远场都有处处相同归一化谱密度的条件,但是没有找到与源点处光束的归一化谱密度相同的条件。在采取一定近似情况下,则有条件可以使光束的归一化谱密度不仅在整个远场处处相同,而且与源点处光束的归一化谱密度也相同。     

量子引力中时间存在吗？

在标准的量子理论中,时间是绝对的;而在广义相对论中,时间是动力学的。因此,作为量子力学与广义相对论之结合的量子引力理论自然会导致＂时间问题＂。本文中,我将抛开量子引力的具体细节,来看看量子引力会给时间概念带来哪些后果。文中仅有的假设就是得到实验支持的量子理论线性结构的普适性,以及广义相对论在经典极限下的正确性。所得出的结论包括：量子引力中根本没有时间概念;时间概念是准经典的和近似的;熵与宇宙尺度相关。     

非Kolmogorov湍流情况下低阶校正自适应光学系统的性能分析

系统地研究了非Kolmogorov湍流情况下低阶校正自适应光学系统的性能.从理论上分析了非Kolmogorov湍流情况下相位扰动的空间特性和时间特性,推导了相位扰动的空间结构函数、时间结构函数以及时间功率谱.基于哈特曼-夏克波前传感器,提出了一些测量大气参数的新方法.引入模式时间校正因子和模式非等晕因子,分析了低阶校正自适应光学系统的波前残余误差,并首次对扩展目标情况时低阶校正自适应光学系统的非等晕误差进行了研究.此外还根据实际采集的太阳表面米粒结构图像,采用事后处理的方法研究了倾斜校正自适应光学系统的性能.     

对大气激光通信性能影响因素的研究

对大气激光通信过程中的各主要环节进行了介绍,同时,对这些环节中可能对通信性能造成影响的因素进行了分析,并且讨论了在大气激光通信系统建立时,怎样减小通信过程中的干扰和影响,从而达到更满意的通信质量。     

大气激光通信的关键技术及其军事应用探讨

现代战争中,能否获得信息、能否成功阻止对方获得己方机密信息,已经成为决定战争胜负的关键因素。通信技术的每一次改革与创新都推动了战场通信的变革。大气激光通信技术兼具微波通信和光纤通信的优点,其灵活的通信方式必将在未来战场通信中扮演重要角色。本文在前人研究的基础上,就大气信道激光通信的特点和关键技术进行了分析并对其军事应用进行了探讨。     

高超声速复杂流动中湍流模式的研究

研究了标准k ε模式 ,双尺度湍流模式 ,并对其在壁面附近作出长度尺度修正 在此基础上 ,选择了几个基准流动 :二维可压缩拐角、锥柱裙组合体绕流和斜激波 /平板湍流边界层干扰 ,进行数值计算 .通过数值计算和实验结果的比较 ,发现修正湍流模式对流动分离、摩阻和热流的计算具有更好的效果 .     

圆柱湍流远尾迹中旋涡三维变形的数值分析

本文采用交错排列和反对称排列共同组合的离散涡模型模拟圆柱湍流远尾迹区的平均流场,应用局部化自诱导近似处理旋涡的自诱导运动,通过数值方法研究尾迹区中无穷长直线涡受到初始小扰动后的三维演化,所得结果有助于说明湍流尾迹中的相干涡结构.     

立足于大气科学研究的最前沿

我从1951年4月起在中国科学院大气物理研究所工作,1984年9月起到国家气象局工作。前后40年一直从事大气物理方面的科技工作。     

大气折射对蓝绿激光传输影响的分析

激光在大气信道中传输时,由于大气信道是非均匀介质,它必然会对光束产生折射,从而引起光束漂移。文章建立大气折射率球面分层模型,由大气光路方程得到蓝绿激光在大气信道传输特性。     

硅量子计算再创新纪录:比特运行准确率接近99.99%“相干时间”超过30秒

来自澳大利亚新南威尔士大学同一个实验室的两个研究团队,同时找到了发挥量子计算机超级计算能力的直接解决方案。两团队分别创造出两种量子比特(建造量子计算机的基石),每种量子比特处理数据的精确率都能达到99%以上。     

微波遥感定量反演研究中大气参数的估算模型

被动微波遥感对地表参数的反演研究中通常会忽略大气的影响.在定量遥感精度要求较高的情况下,建立大气参数的定量估算模型以剔除大气影响,对于提高反演精度具有积极作用.本文基于辐射传输模型,总结出大气向上和向下亮温及大气透过率这3个大气参数均与大气可降水量密切相关.利用MonoRTM模型和全球946条大气廓线建立晴空条件下大气亮温和大气透过率与大气可降水量之间的函数关系,发现大气亮温与大气可降水量呈正相关,大气透过率与大气可降水量呈负相关.本文利用中国张掖地区探空数据集对大气参数估算模型进行验证.模拟结果与通过MonoRTM模拟的结果基本一致,表明本模型具有较高的可靠性.通过本模型可定量计算大气对被动微波遥感的影响,提高微波遥感定量反演的精度.     

中高层大气重力波的研究——辨明近地空间环境扰动的关键过程

根据当前中高层大气重力波场的知识水平,我们重新考察了重力波的基本概念,讨论了重力波场的基本过程。     

创立自发辐射中量子相干理论推进激光物理学进程——北京计算科学研究中心朱诗尧教授

从1960年第一台激光器问世以来,激光技术与应用发展迅猛,极大地推动了科学技术的发展与物质文明的提高。按照激光产生的物理原理,要实现激光输出必须在激光物质中实现粒子数反转,而如何控制反转后的粒子的自发辐射,便成了物理学家需要攻克的重要难题。北京计算科学研究中心朱诗尧教授长期从事量子光学研究、激光物理和光与物质相互作用的研究。证明了可以用量子干涉效应去抑制（或增强）多能级体系中的自发辐射,同时还创造性地提出了用量子干涉效应导致双下能级连续运转下的受激吸收相消理论。他将经典光学中相干现象引申到量子光学的能级跃迈问题中,提出了通过量子干涉控制和调制自发辐射及受激吸收的原理,发展了由爱因斯坦和狄拉克创建起来的自发辐射及受激吸收理论。是量子光学基础理论研究的创新。