基于大气-海浪-海洋耦合模型的光传输相干特性OA

针对激光在空海跨域下行传输过程中受到大气湍流、气-海界面扰动和海洋湍流等多源、多尺度复杂扰动的影响,研究了光束空间相干性的演化规律,并提出了一种基于复合扰动模型的分析方法。基于Kolmogorov理论、Pierson-Moskowitz(P-M)海面波动谱以及斜程海洋折射率空间功率谱,构建了空海跨域复合扰动模型;结合Rytov近似理论,建立了互相干函数与波结构函数的解析关系,并进一步推导了高斯光束在斜程海洋湍流中的波结构函数表达式。各模型组件均通过独立验证。结果表明,湍流强度、传输距离及环境参数的变化均会显著影响光束的空间相干性,从而对跨域空间光通信系统性能产生重要影响。与单一湍流近似模型相比,所提出的复合扰动模型能够有效修正近似模型空间相干性的预测偏差,修正幅度约为20%~30%,并揭示了多源扰动对光束空间相干性演化规律的作用机制。该复合扰动模型为空海跨域光通信链路的性能评估与系统优化提供了有效支撑,有助于提升实际环境中光通信系统的稳定性与可靠性。