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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