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第一章　湍流大气光传播的定性分析1

1.0 引言1

目录1

1.1 湍流大气中的光传播现象2

1.2 大气折射率和湍流的影响5

1.3 湍流场和光场的统计量9

1.4 相位和到达角起伏的启发式分析11

1.5 空间相干性的启发式分析13

1.6 光强起伏的启发式分析14

1.7 小结21

2.0 引言24

第二章　光的传播与光学质量24

2.1 平面波、球面波与高斯光束25

2.2　光的直线传播：几何光学28

2.3　孔径衍射31

2.4　球体粒子散射38

2.5 像差与Zernike多项式40

2.6　光学质量评价方法46

2.7　光场的相位奇性50

2.8 小结55

第三章　湍流与大气湍流统计特性58

3.0 引言58

3.1 Kolmogorov-Oboukhov湍流统计理论59

3.2 湍流能量耗散率的间歇性及其模型63

3.3 湍流温度场的间歇性70

3.4 湍流统计理论中的谱模型74

3.5 大气湍流的光学统计性质78

3.6 小结87

第四章　湍流介质中光传播的数值模拟91

4.0 引言91

4.1 场传播抛物型方程93

4.2 多层相位屏数值模拟95

4.3　湍流相位屏的构造98

4.4　光传播模拟的数值问题102

4.5 平面波、球面波、高斯光束和非理想波型的模拟107

4.6　数值模拟典型结果111

4.7 小结113

第五章　湍流介质中光传播的解析方法117

5.0 引言117

5.1　几何光学近似法120

5.2　Rytov微扰近似法121

5.3 随机函数的谱分解124

5.4　谱分解法求几何光学近似结果128

5.5　谱分解法求微扰近似结果129

5.6　场的统计矩方程131

5.7 Huygens-Fresnel相位近似法136

5.8 平面波结果向球面波、高斯光束的推广139

5.9 小结145

第六章　空间相干性退化和相位起伏149

6.0 引言149

6.1 空间相干性退化150

6.2 相位起伏：方差、结构函数及概率分布154

6.3 到达角起伏：方差及概率分布157

6.4 孔径上的相位起伏和到达角起伏160

6.5 湍流大气光传播的相位校正原理166

6.6 湍流大气光传播的相位校正技术168

6.7 小结175

7.0 引言179

第七章　光强起伏179

7.1 弱起伏条件下的光强起伏180

7.2 强起伏条件下的光强起伏183

7.3 闪烁强度的普适模型187

7.4 有限面积上的光强起伏及孔径平均190

7.5 光强起伏的概率分布195

7.6 光强起伏的间歇性特征207

7.7 小结214

第八章　光波起伏的时间频谱特征220

8.0 引言220

8.1 光波起伏的时间频谱222

8.2 湍流谱对光波起伏频谱的影响228

8.3 高斯光束的光波起伏频谱特征238

8.4 有限孔径和饱和情况下的光波起伏频谱243

8.5　光波起伏频谱的高频幂律特征248

8.6　激光大气闪烁的小波频谱分析252

8.7 小结254

第九章　激光束传播效应和湍流中的成像261

9.0 引言261

9.1　激光束的漂移263

9.2　激光束的扩展269

9.3 湍流大气中望远镜的分辨本领272

9.4　光强图像的特征尺度279

9.5　光斑的光学质量：Strehl比与锐度287

9.6 光斑的分形结构与相位奇点293

9.7　小结298

第十章　湍流大气光学参数的测量301

10.0 引言301

10.1 光学湍流强度的描述302

10.2 温度脉动法测量湍流强度和特征尺度307

10.3 湍流强度和特征尺度的光学测量方法314

10.4 大气湍流谱的测量323

10.5　整层大气相干长度的测量332

10.6 大气湍流强度廓线的测量336

10.7 小结342

湍流大气光学研究的难题（代结语）347