大气湍流中超短高斯激光脉冲的时间域展宽模型研究

张璐 Zhang Lu,吴志勇 Wu Zhiyong,高世杰 Gao Shijie,崔明 Cui Ming

Guangxue Xuebao/Acta Optica Sinica（2012）

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摘要

穿过大气湍流的高斯激光脉冲在时间域的展宽行为与高斯脉冲通过理想高斯滤波器后的时域展宽行为相似.因此,为了激光通信信道仿真的需要,提出用级联巴特沃斯滤波器来逼近理想高斯滤波器的方法对这种时间域上的展宽行为进行建模.逼近后的高斯滤波器的3 dB频率点与大气湍流的物理参数(包括折射率结构常数和湍流外尺度)和传播几何路径长度联系在一起,从而将高斯脉冲的展宽与所通过的大气湍流环境参数相结合并得到了模拟高斯脉冲展宽的解析表达式.该模型和由模型参数表示的高斯脉冲展宽的解析表达式不仅在湍流弱起伏区有效,而且在从弱起伏到中等起伏再到强起伏的整个区域中都有效.

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关键词

Approximation,Atmospheric turbulence,Gaussian filter,Gaussian laser pulses,Optical communications,Time-domain broadening

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