本例为一束
激光从地基
激光器出发传输到近地轨道上的一个转换镜上。转换镜将激光反射到一个聚焦镜上，然后这束光打到大气层内部一个低海拔的目标上。根据Kolmogorov模型，假设目标值的半径为10cm，就可以计算大气像差。本例中包含了激光扩束器像差、转换镜上的像差以及聚焦镜上的像差。
'K"*4B^3 大气模型假设的波阵面
光谱功率为（忽略内部和外部的尺寸限制）：
HZ}'W<N v}mmY>M% 
nag to^5X p}!pT/KmpH 其中W^2 (f)是波阵面的光谱功率，r0为可视
参数，f是空间频率，L0是外部尺寸，Li是内部尺寸，这些参数的单位分别为rad，m，m-1。由于大气像差和光束扩束器的像散，斯特列尔比SR=0.34。经过一个激励器影响半径为4.0cm的自适应镜校正后，斯特列尔比为0.87。经过全程传播到达目标后，光斑直径为50cm，剩下56%的能量，相对于没有自适应镜时能量的22%，有了明显的提高。由于没有考虑大气对
光学元件散射效应的衰减效应，所以实际中传输到的光更加少。
R 1 b`( H WU{521 
.R"L$V$RU. 图1.地对空激光通信
系统示意图
Cwh;+3?C| 5. E 2fX 
j w462h 表1.关键参数
;7A, 'y4f P3|<K-dFAK ###激光器光束初始化
x}[` - set/alias/off
`->k7a0<b1 wavelength/set 1 .48 # 设置激光器
波长 yLX#:
nm array/set 1 256 # 设置计算初始矩阵大小
!58JK f units/s 1 .1
O:x%!-w gauss/c/c 1 1 1.25 # 定义高斯光束
-XyuA:pxx clap/cir/con 1 1.25
=+L>^w#6= energy/norm 1 1. # 能量归一化设置
U
Oo(7 set/density 64 # 设置画图线条密度
`qgJE_GC title 1: starting laser distribution
?C{N0?[P- plot/watch ex26_1.plt
q'r3a+ plot/liso nsl=64 xr=1.5 yr=1.5 # 绘制激光束初始强度曲线
iau&k `b` ####激光器初始光束相位分布如图1所示：
TK>}$.c%+ 0A9cu,ZdUR 
Ne EV !V8 图1激光器光束初始分布
pp`U]Q5"gX ;CZcY] ol ##光束扩束器（20X）
模拟 HXQ r tJ mirror 1 20 focallength # 扩束器透镜1焦距设置为20cm.
jY.%~Y1y dist -420 #
透镜分离
i5" q1dRQ mirror 1 400 focallength #扩束器透镜2焦距设置为400cm.
qsRh ihPX abr/ast 1 .2 45 # 光束峰谷像散设置
yB1>83!q clap/cir/con 1 25 # 设置孔径光阑直径50
8gxLL59 phase/random/kolmogorov 1 10. 7 # 光束附加大气像差
J #]y KgT strehl
l :"*]m7o_ title 2: phase after beam expander and atmoshpheric turbulence
B" z 5j
plot/watch ex26_2.plt
\#r_H9&s6 plot/liso/phase xr=30 yr=30 nsl=64 min=-6 max=6
T1&H! k
N +( 
'1
$ ({{R 图2.经过扩束器及大气干扰后光束相位分布
'
^^K#f8 U8KY/ !XZ ####光束传输至自适应镜
-EaZ<d[|0 adapt 1. 4. # 自适应镜对光束的曲率半径影响为4cm
dFFqs& c Q strehl
0Kk*~gR? title 3: phase after adaptive optic correction
POXn6R!mM1 plot/watch ex26_3.plt
{
9$Q|XK plot/liso/phase xr=30 yr=30 nsl=64 min=-6 max=6 2
($W 5fbu ####光束经过自适应镜之后的相位分布如图3
lz 6 A j PgAfR:Y! 
zY+Et.lg]^ 图3.光束经过自适应镜校正之后的相位分布
$H} Mn"G -pu\p-Z ####光束传输至转换镜
9 a%@j
] dist 5e7 #光束传输500km至转换镜
E=NY{| > title 4: irradiance at relay mirror before aperture
}0RFo96) v plot/watch ex26_4.plt
&:*+p-!2< plot/liso xr=300 yr=300 nsl=64
T7 ~v40jn| ####光束到达转换镜前的相位分布如图4所示：
gj^]}6-P E;H(jVZ 
|lwN!KVQ, 图4.光束到达转换镜前的相位分布
>}*jsqaVU OvG0U XRU ####光束传输经过转换镜
F `.7_D clap/cir/con 1 75 # aperture of 1.5 m. dia. for relay
55b |zf title 5: irradiance at relay mirror after aperture
%
cdP* plot/watch ex26_5.plt
Uc0'XPo3I plot/liso xr=300 yr=300 nsl=64
#>B1 $(@ mirror 1 3e8 foc
,
~X;M"U abr/ast 1 .3 90
7F :;3c ####光束经过转换镜后相位分布如图5所示：
G\ZRNb q:EQ, 
U( 4_X[qD 图5.光束经过转换镜后相位分布
@|Bp'`j%J FF~4y>R7u ####光束传输至聚焦镜
m0 \}Cc dist 3e8 #光束传输3000km至聚焦镜
nV*s dSt clap/cir/con 1 200 # 聚焦镜孔径直径4m
s'Gy+h. energy
QvN
< uxm title 6: irradiance on focusing mirror
p|V1G h< plot/watch ex26_6.plt
{OrE1 WHB plot/liso xr=300 yr=300 nsl=64
c[lob{, ####光束传输至聚焦镜相位分布如图6所示：
em !R9J. Sr 4 7u{n 
bnu0*Zg> 图6.光束传输至聚焦镜相位分布
(1j $*?iGA O>5 u5n ####光束经过聚焦镜传输至聚焦靶面后相位分布
P.Z<b:V! phase/random 1 .1 50 # 聚焦镜附加随机像差
D D;+& fe mirror 1 5e7 focallength # 聚焦镜焦距500km
Q8cPK DB dist 5e7 # 传输至靶面
an[~%vxw} clap/cir/con 1 25 # 设置出瞳孔径直径50cm
72vGfT2HtZ energy
1|w:xG^ title 7: target irradiance inside 50 cm.
'OW"* b plot/watch ex26_7.plt
%P,^}h 7 plot/liso xr=50 yr=50 nsl=64
$!!=fFX*y end
}QW~.>` ####光束传输至聚焦靶面后相位分布如图7所示：
Sc 3M#qm_ .hNw1~Fj 
B2qq C-hw? 图7.光束传输至聚焦靶面后相位分布
