发布日期：2018年6月21日 作者：张静雄 编辑：朱长江 赵壮 审核：刘春波

张静雄硕士的论文题目是《非Kolmogorov谱大气湍流下关联成像的仿真与实验》。论文首先基于大气湍流下部分相干光的关联成像理论，分析了在非Kolmogorov大气湍流谱下内尺度和外尺度对关联成像分辨率的影响；接着利用数值模拟方法分析了非Kolmogorov大气湍流谱下大气湍流参数对光场二阶关联特性的影响；同时，分析了采样帧数以及大气湍流参数对成像信噪比与分辨率的影响。论文设计并搭建了基于液晶空间光调制器（SLM）模拟湍流下的光场关联特性与关联成像实验系统，并在模拟产生的非Kolmogorov谱湍流下实验研究了大气湍流参数对光场关联特性以及关联成像信噪比的影响。

理论分析了无湍流以及在Kolmogorov谱大气湍流中参考信道有湍流和无湍流时的归一化二阶关联成像。双缝成像的解析计算结果如图1所示。

图1 归一化二阶关联成像图

无湍流以及在大气中参考信道无湍流和有湍流时，双缝物体的分辨率参数分别为1，0.4650，0.1167，说明无湍流时物体的分辨率较高，大气湍流会使物体的分辨率降低。且在大气湍流下，关联成像的参考信道无湍流比有湍流时的成像分辨率高。

数值模拟了不同湍流强度下C_n²(0)=1x10^-17m^-2/3,C_n²(0)=5x10^-17m^-2/3,C_n²(0)=1x10^-16m^-2/3,的关联成像（如图2所示），分析了湍流强度对成像信噪比的影响。

图2 不同的大气湍流强度下，双缝的关联成像仿真结果

非Kolmogorov谱大气湍流下，湍流强度C_n²(0)在1x10^-17m^-2/3，5x10^-17m^-2/3，1x10^-16m^-2/3增加时，物体成像信噪比分别为8.2178，7.7066，6.8542，可知大气湍流强度增加物体成像的信噪比降低，双缝成像质量变差。

实验研究不同大气湍流强度对关联成像的影响：不同大气湍流强度C_n²(0)=2x10^-15m^-2/3,C_n²(0)=8x10^-15m^-2/3,C_n²(0)=3x10^-14m^-2/3,下，大气湍流强度对关联成像如图3所示。

图3 不同的大气湍流强度下，实验得到双缝物体的关联成像结果

大气湍流强度C_n²的量级约在10^-18-10^-13m^-2/3，强度起伏范围较大，实验中大气湍流强度选择2x10^-15m^-2/3,8x10^-15m^-2/3,3x10^-14m^-2/3时，信噪比为3.3097，3.0091，2.8331，可见随着大气湍流强度的增加，双缝关联成像信噪比降低。

张静雄硕士从理论解析、数值模拟以及实验三个方面开展非Kolmogorov谱下大气湍流参数对关联成像影响的研究，定量分析了大气湍流对关联成像的影响，对大气环境下关联成像应用以及开展抑制湍流效应研究具有一定理论意义和参考价值。

作者：张静雄

编辑：朱长江 赵壮

审核：刘春波