大气湍流模拟装置性能测试

大气与环境光学学报 ›› 2011, Vol. 6 ›› Issue (3): 231-234.

大气湍流模拟装置性能测试

申永1,2，刘建国1，曾宗泳1，徐亮1

（1中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室，安徽合肥 230031；
2 中国科学院研究生院，北京 100039）

收稿日期:2010-05-04 修回日期:2010-06-25 出版日期:2011-05-28 发布日期:2011-05-23
通讯作者: 申永（1985-），男，湖南隆回县人，研究生，从事环境监测精密仪器研究。 E-mail:yshen@aiofm.ac.cn
作者简介:申永（1985-），男，湖南隆回县人，研究生，从事环境监测精密仪器研究。
基金资助:
合肥研究院知识创新工程青年人才领域前沿项目（083RC11121）资助

Performance Testing of Atmospheric Turbulence Simulator

SHEN Yong1,2， LIU Jian-guo1，ZENG Zong-yong1，XU Liang1

（1 Key Laboratory of Environment Optics and Technology, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Science，Hefei 230031，China；
2 Graduate University of Chinese Academy of Science ，Beijing 100039，China）

Received:2010-05-04 Revised:2010-06-25 Published:2011-05-28 Online:2011-05-23

摘要/Abstract

摘要：

利用光传输实验的大气湍流模拟装置测量了光传输特性。实验中采用了到达角起伏和光强闪烁两种方法来测试光传输特性。测试结果表明，温差1~200 ℃时，Fried相干长度为0.7~40 cm；温差200℃时，到达角起伏谱频率范围达到100 Hz;光强闪烁强度频率可达100 Hz，湍流特征速度约0.1 m/s，，外尺度约20 cm。湍流模拟装置所测的性能指标和实际大气湍流性能较为接近，并且湍流强度具有较好的稳定性和可控性，能满足光传输实验要求。

关键词: 大气湍流, 光强闪烁, 相干长度, 到达角起伏, 外尺度

Abstract:

Using the atmospheric turbulence simulator used in optical transmission experiments, characteristics of optical transmission are measured. Two methods such as the fluctuation of beam’s arrival angle and the intensity of beam’s scintillation are used to measure the characteristics in the experiment . Results show that, the range of Fried coherence length is 0.7~40 cm when the difference in temperature is 1~200 ℃, and the frequency of arrival angle fluctuation spectrum ranges can be up to100 Hz when the difference in temperature is 200 ℃. The scintillation intensity frequency is up to 100 Hz, feature speed of turbulence is about 0.1 m/s, and the outer scale is about 20 cm. All the tested performances of turbulence simulator are relatively close to the actual atmospheric turbulence’s performance, and the turbulence intensity also has good stability and controllability. So both of them can satisfy the needs of optical transmission experiments.

Key words: atmospheric turbulence, scintillation of beam, coherence length, arrival angle fluctuation, outer scale

中图分类号:

P427

申永刘建国曾宗泳徐亮. 大气湍流模拟装置性能测试[J]. 大气与环境光学学报, 2011, 6(3): 231-234.

SHEN Yong, LIU Jian-Guo, ZENG Zong-Yong, XU Liang. Performance Testing of Atmospheric Turbulence Simulator[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2011, 6(3): 231-234.

[1]	陈晓敏, 张洪玮, 孙康闻, 吴松华, . 基于相干多普勒激光雷达的斜程湍流参数反演方法研究[J]. 大气与环境光学学报, 2023, 18(1): 1-13.
[2]	刘佳鑫, 云龙, 邵士勇, 程雪玲, 宋小全, ∗. 深圳地区多普勒测风激光雷达的湍流观测[J]. 大气与环境光学学报, 2021, 16(5): 383-391.
[3]	王彩玉, 苑克娥, ∗, 时东锋, 黄见, 杨威, 查林彬, 朱文越, . 大气光学湍流廓线探测方法研究进展[J]. 大气与环境光学学报, 2021, 16(1): 2-17.
[4]	任建迎, 孙华燕, 赵延仲, 张来线. 水平大气传输中部分相干光的光强分布及相干特性[J]. 大气与环境光学学报, 2020, 15(4): 261-268.
[5]	金效梅, 朱文越, 刘庆, . 激光相干测风技术应用研究[J]. 大气与环境光学学报, 2020, 15(3): 161-173.
[6]	梅杰1,袁仁民1,王显1,吴徐平2. 近地面层湍流大气中光传输到达角起伏实验研究[J]. 大气与环境光学学报, 2019, 14(5): 330-336.
[7]	孙刚, 翁宁泉, 肖黎明, 刘庆, 李学彬. 典型地区大气湍流高度分布特性与模式研究[J]. 大气与环境光学学报, 2018, 13(6): 425-.
[8]	王钰茹梅海平. 湍流大气折返路径成像光斑与光强起伏实验研究[J]. 大气与环境光学学报, 2018, 13(4): 241-249.
[9]	周玉松梅海平王钰茹. 大气湍流影响星地相干激光通信的数值仿真[J]. 大气与环境光学学报, 2018, 13(4): 258-267.
[10]	沙洋靖旭吴毅侯再红. 信噪比对DIMM法测量大气相干长度的影响[J]. 大气与环境光学学报, 2018, 13(3): 178-184.
[11]	杨泽堃孙刚刘庆李学彬翁宁泉. 基于小波分析的高空大气湍流相干结构特征研究[J]. 大气与环境光学学报, 2017, 12(5): 340-348.
[12]	董婷吴毅侯再红靖旭谭逢富何枫. 利用闪烁和到达角起伏测量横向风速的对比研究[J]. 大气与环境光学学报, 2017, 12(4): 254-259.
[13]	青春王海涛汪平吴晓庆. 成都地区近地面大气折射率结构常数的统计分析[J]. 大气与环境光学学报, 2015, 10(5): 368-375.
[14]	吕炜煜苑克娥魏旭胡顺星王建国. 华南山区秋冬季节大气光学湍流初步测量分析[J]. 大气与环境光学学报, 2015, 10(3): 216-223.
[15]	黄克涛吴毅侯再红靖旭于龙昆崔利果. 不同下垫面水平大气相干长度的测量与分析[J]. 大气与环境光学学报, 2014, 9(3): 173-178.