激光在相干声波扰动近地面大气湍流中传输特性的实验研究

声波在大气中传播会改变大气物理性质，影响湍流结构。本文利用COMSOL仿真分析了线阵列声源在不同声源频率和声波传输距离下的相干声波声场分布，设计了一种相干声波发生装置，开展了近地面激光在相干声波扰动大气湍流环境下的水平传输实验。采用交叉实验的方法对比了激光在原大气湍流环境与相干声波扰动大气湍流环境下的传输特性，分析了激光光路与声源之间高度（即声波传输距离）、声源频率以及声压级的改变对激光传输特性的影响。结果表明：相干声波扰动对光束漂移和光强闪烁会产生较为明显的影响，对光束直径无明显影响。不同的声源频率与声波传输距离会产生不同的声场分布，相干声波扰动大气湍流对激光传输特性的影响也不同，且声压级越大，相干声波扰动大气湍流对激光传输特性的影响也越大。该研究结果为利用声波改善大气湍流环境，提高光传输质量提供了依据。