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【每周议题】普及一个最近刚刚学到的概念——热晕效应

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发表于 2014-6-10 22:43:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 CO2leaks 于 2014-6-11 22:19 编辑
         不过大家不要想错了,热晕效应,不是天热把人热晕了,呵呵。
        高能激光通过大气传输时,一小部分能量被空气中的分子和气溶胶吸收,加热空气导致气压上升,气体以声速膨胀,气压趋于平衡,密度降低,折射率下降,形成一个负透镜,使光束发散。当存在侧向风时,下风空气密度降低,因而下风的折射率减小,形成特有的弯向上风的弯月形光束分布,造成光的畸变、弯曲和发散,影响了光束质量。这种效应称作热晕。它是激光大气传输所遇到的最严重的问题之一。
        来自冯绚;黄印博;范承玉;王英俭;高能激光室内传输热晕效应的数值分析 强激光与粒子束[J]. V16 No 9 2004
       P.S.也是百度词条刚建立的。
       估计对军事和气象比较有兴趣的童鞋比较了解这个概念的意义所在。
      每周议题得继续保持,除了活动期间暂停之外,活动之后立马开启,各个版主请多多注意。
@安妮的宝贝
当强激光在大气中传输时,与大气相互作用产生一系列效应。它们严重限制了强激光在大气中的有效传输。
由于热晕是影响强激光大气传输的最严重的非线性问题之一,因此,积极开展热晕效应研究,对于有效的应用高能激光,具有十分重要的意义。
本文采用数值模拟的方法,探讨了稳态热晕效应和瞬态热晕效应对轴上光强以及远场能量分布的影响。 论文主要的内容包括 1、分析了影响激光大气传输特性的主要因素,对大气的吸收与散射进行简要地介绍。介绍了在不同气象要素条件下的大气折射率分布模型。 2、从热晕效应的概念出发,系统分析产生热晕的原因、条件以及不同的热晕形式,讨论热晕现象的物理本质;然后对热晕效应的阈值以及描述该效应的一些重要的定标参量进行简要的介绍;从近轴波动方程和等压近似下空气密度扰动方程出发,讨论热晕所涉及的方程;最后计算产生热晕效应功率阈值的上下限。 3、根据热传递形式,得到的一些典型条件下稳态热晕效应的解析结果,来计算分析热晕效应对激光大气传输远场光强分布的影响。结果表明,Nc越大,热晕效应越明显。无风时,在一定条件下,截面上的光强分布会呈现中心光强小于周围光强的“草帽型”分布;有风时,准直光束在风的方向上聚焦,光斑横向尺寸扩展,且光斑分布呈月牙形。 4、采用三种方法计算气溶胶粒子的等效吸收系数。以能见度的大小与吸收系数的关系,计算了不同能见度时的聚焦光束的广义畸变参数和光束质量因子,及远场的平均功率密度。结果表明,在能见度很低时,气溶胶粒子的吸收较强,随着能见度的增加,热晕效应逐渐变得显著,当能见度较大时,气溶胶的影响会逐渐减小。同时也发现等效吸收系数和激光波长、激光强度、气溶胶粒子折射率、气溶胶粒子热容量以及其粒子大小分布状况都有关系。 5、根据瞬态热晕的扰动解,以准直高斯光束为例,对单脉冲激光大气传输进行数值计算。长脉冲受到非线性热晕效应的影响很大;短脉冲主要受到线性吸收作用,受到非线性热晕效应的影响很小。
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发表于 2014-6-11 11:28:07 | 显示全部楼层
当强激光在大气中传输时,与大气相互作用产生一系列效应。它们严重限制了强激光在大气中的有效传输。
由于热晕是影响强激光大气传输的最严重的非线性问题之一,因此,积极开展热晕效应研究,对于有效的应用高能激光,具有十分重要的意义。
本文采用数值模拟的方法,探讨了稳态热晕效应和瞬态热晕效应对轴上光强以及远场能量分布的影响。 论文主要的内容包括 1、分析了影响激光大气传输特性的主要因素,对大气的吸收与散射进行简要地介绍。介绍了在不同气象要素条件下的大气折射率分布模型。 2、从热晕效应的概念出发,系统分析产生热晕的原因、条件以及不同的热晕形式,讨论热晕现象的物理本质;然后对热晕效应的阈值以及描述该效应的一些重要的定标参量进行简要的介绍;从近轴波动方程和等压近似下空气密度扰动方程出发,讨论热晕所涉及的方程;最后计算产生热晕效应功率阈值的上下限。 3、根据热传递形式,得到的一些典型条件下稳态热晕效应的解析结果,来计算分析热晕效应对激光大气传输远场光强分布的影响。结果表明,Nc越大,热晕效应越明显。无风时,在一定条件下,截面上的光强分布会呈现中心光强小于周围光强的“草帽型”分布;有风时,准直光束在风的方向上聚焦,光斑横向尺寸扩展,且光斑分布呈月牙形。 4、采用三种方法计算气溶胶粒子的等效吸收系数。以能见度的大小与吸收系数的关系,计算了不同能见度时的聚焦光束的广义畸变参数和光束质量因子,及远场的平均功率密度。结果表明,在能见度很低时,气溶胶粒子的吸收较强,随着能见度的增加,热晕效应逐渐变得显著,当能见度较大时,气溶胶的影响会逐渐减小。同时也发现等效吸收系数和激光波长、激光强度、气溶胶粒子折射率、气溶胶粒子热容量以及其粒子大小分布状况都有关系。 5、根据瞬态热晕的扰动解,以准直高斯光束为例,对单脉冲激光大气传输进行数值计算。长脉冲受到非线性热晕效应的影响很大;短脉冲主要受到线性吸收作用,受到非线性热晕效应的影响很小。
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 楼主| 发表于 2014-6-11 22:15:48 | 显示全部楼层

lrxlrxlrxlrx 发表于 2014-6-11 21:32

                                
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生活、工作中的应用是什么?如果仅仅是一种概念,一种理论,就没有讨论的意义。

这个确实是一种物理现象总结出来的概念,一种应用的效应。我最近学习了这个概念后,发现对于新能源来说,是十分重要的,激光传感器在气象服务已经大型风机中的测风服务比较重要。同时我想到,激光传感器以及其他光学传感器多多少少都会受到热晕效应的影响而使得传感的精度下降,因此放在这里想开启大家充分的联想。
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发表于 2014-6-11 21:32:00 | 显示全部楼层
太高深了,以至于看得我都晕了,一知半解的。粗浅的理解,就是这种效应导致了光变形?对吗?
另外激光大气传输,传输的是激光?能干吗呢?
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发表于 2014-6-11 09:51:26 | 显示全部楼层
激光制导炸弹。。。。。。
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发表于 2014-6-11 09:56:15 | 显示全部楼层
热晕。喘流。都有危害吧?
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发表于 2014-6-11 10:16:48 | 显示全部楼层

zqwqiwu123 发表于 2014-6-11 09:56

                                
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激光制导炸弹。。。。。。

果然层次不同,我想到的第一个居然是激光脱毛

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 楼主| 发表于 2014-6-11 10:20:58 | 显示全部楼层

恶贯满盈 发表于 2014-6-11 10:16

                                
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热晕。喘流。都有危害吧?

热晕效应对于激光传播是不利的,但是物性本质原因改变不了,激光经过空气中就是得把空气加热了,呵呵。 但是湍流(你说的应该是湍流),不同的场合要求不同湍流度,物质交换或者能量交换的要求而定,是否?
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 楼主| 发表于 2014-6-11 09:56:00 | 显示全部楼层

科民网-小岩同学 发表于 2014-6-11 10:20

                                
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果然层次不同,我想到的第一个居然是激光脱毛

激光脱毛?人用吗

        激光校正视力,激光去除色斑是有的~~
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发表于 2014-6-11 11:21:00 | 显示全部楼层

CO2leaks 发表于 2014-6-11 10:26

                                
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激光脱毛?人用吗        激光校正视力,激光去除色斑是有的~~

我们女生关注的啦,激光脱毛

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