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。
_wIAr 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）：
{P Ze!EQ 5@Sb[za 
J{H475GqiT piU4%EO 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。
wjkN%lPfvj V%))%?3x_ 
ctf'/IZ5 图1.地对空激光通信
系统示意图
<iMLM<J<w
m{~ r6@ 
gN*8 zui 表1.关键参数
'?\Hm' 8 b+kb7 ###激光器光束初始化
Y #\e~>K set/alias/off
@uc%]V<:k wavelength/set 1 .48 # 设置激光器
波长 ^VA)vLj@ array/set 1 256 # 设置计算初始矩阵大小
3'8~H]<W units/s 1 .1
fy-( B; gauss/c/c 1 1 1.25 # 定义高斯光束
4WLB,<b} clap/cir/con 1 1.25
=uHTpHR energy/norm 1 1. # 能量归一化设置
yY}`G-)g~* set/density 64 # 设置画图线条密度
#p^D([k
\ title 1: starting laser distribution
Q?~l =}2 plot/watch ex26_1.plt
dG1qrh9_- plot/liso nsl=64 xr=1.5 yr=1.5 # 绘制激光束初始强度曲线
p0V w@R= ####激光器初始光束相位分布如图1所示：
FK-> | MD%86m{Sg= 
~U`aH~R 图1激光器光束初始分布
)9}z^+TH nF=h|rN ##光束扩束器（20X）
模拟 # 6JG#!W mirror 1 20 focallength # 扩束器透镜1焦距设置为20cm.
zDX-}t_'q dist -420 #
透镜分离
x,n;GR mirror 1 400 focallength #扩束器透镜2焦距设置为400cm.
cEe>Lyt abr/ast 1 .2 45 # 光束峰谷像散设置
(u *-( clap/cir/con 1 25 # 设置孔径光阑直径50
&TKB8vx=# phase/random/kolmogorov 1 10. 7 # 光束附加大气像差
W )\~T :Kn strehl
.2`S07Z title 2: phase after beam expander and atmoshpheric turbulence
Jg@PhN<9 plot/watch ex26_2.plt
<=WQs2 plot/liso/phase xr=30 yr=30 nsl=64 min=-6 max=6
7uYJ _R Hg<]5 
i),W 1<A1 图2.经过扩束器及大气干扰后光束相位分布
*edB3!! ^hU7QxW ####光束传输至自适应镜
v=!]t=P)t adapt 1. 4. # 自适应镜对光束的曲率半径影响为4cm
k5((@[ strehl
b?y3m +V` title 3: phase after adaptive optic correction
E;k'bz plot/watch ex26_3.plt
Iu=iC.50} plot/liso/phase xr=30 yr=30 nsl=64 min=-6 max=6 2
1%H]2@ ####光束经过自适应镜之后的相位分布如图3
`w2hJP -FwOX~s/' 
`C,47 9~J 图3.光束经过自适应镜校正之后的相位分布
='a$>JVJ5 /aP`|&G,) ####光束传输至转换镜
4 ~D?F'o dist 5e7 #光束传输500km至转换镜
(Ori].{C.J title 4: irradiance at relay mirror before aperture
_E 3*; plot/watch ex26_4.plt
TC'tui plot/liso xr=300 yr=300 nsl=64
l9\
*G; ####光束到达转换镜前的相位分布如图4所示：
-Zkl\A$>
t;{/Q&C 
woQYP, 图4.光束到达转换镜前的相位分布
s~,Y po? >A#]60w. ####光束传输经过转换镜
Yz4Q!tL clap/cir/con 1 75 # aperture of 1.5 m. dia. for relay
@a+1Ri`) title 5: irradiance at relay mirror after aperture
"d9"Md0k plot/watch ex26_5.plt
ml\A)8O]j/ plot/liso xr=300 yr=300 nsl=64
Y`w+?}(M mirror 1 3e8 foc
y^?7de} abr/ast 1 .3 90
>HXT:0 ####光束经过转换镜后相位分布如图5所示：
V |)3l7IC< l@%MS\{ 
-b8Vz}Y 图5.光束经过转换镜后相位分布
]:d`=V\&N 7?xTJN )G ####光束传输至聚焦镜
;~3CuN8 dist 3e8 #光束传输3000km至聚焦镜
Jc95Ki1X clap/cir/con 1 200 # 聚焦镜孔径直径4m
4u0=/pfi[ energy
#3leM Z 6 title 6: irradiance on focusing mirror
QOB>Tv E plot/watch ex26_6.plt
pO[ @2tF plot/liso xr=300 yr=300 nsl=64
rLtB^?A z ####光束传输至聚焦镜相位分布如图6所示：
9t9x&.A N[:;f^bH49 
zuwlVn 图6.光束传输至聚焦镜相位分布
;N#d'E\ kZfa8w L]P ####光束经过聚焦镜传输至聚焦靶面后相位分布
!`JaYUL[e phase/random 1 .1 50 # 聚焦镜附加随机像差
,3 =|a|p mirror 1 5e7 focallength # 聚焦镜焦距500km
%We~k'2f
dist 5e7 # 传输至靶面
x\T 9V~8a clap/cir/con 1 25 # 设置出瞳孔径直径50cm
W1fEUVj energy
V4PI~"4q#1 title 7: target irradiance inside 50 cm.
gMS-mkZ plot/watch ex26_7.plt
]3nka$wA* plot/liso xr=50 yr=50 nsl=64
@9Rg g9r end
x Eb+sE6Z ####光束传输至聚焦靶面后相位分布如图7所示：
` 83s97Sa yPs4S?<s 
5[suwaJQ 图7.光束传输至聚焦靶面后相位分布
