激光非均匀性和内光路热效应对远场特性的影响

高功率高能激光在光束控制系统(或称为内光路)中的传输距离比长程大气传输要短得多,但高功率密度的激光束在通过内光路时的热效应对远场光束质量会有显著影响。采用自编的四维仿真程序,详细计算了沿x方向呈线性变化的环状高功率激光束通过内光路的传输。用像散参数、桶中功率(PIB)和峰值光强位置描述了远场光束质量。研究表明,内光路的热效应(热晕)使得光束的峰值光强和可聚焦能力下降,降低了远场的光束质量,初始光束的非均匀性会影响光束的可聚焦能力并引起像散。值得指出的是,热晕是一种非线性效应,会影响光强分布和引起远场峰值光强位置的移动,对此给出了物理诠释,并用数值计算证实了物理分析。