空间太阳能电站(SSPS)方案之一是采用激光束实现天-地能量传输。研究激光能量传输的可行性，需要对激光束穿过大气层的过程进行分析。理论分析并数据模拟了激光在大气层中传输的过程，分析了大气在不同高度处对激光的作用，计算了不同高度处的激光光强和分布，同时分析了相应的大气温度和折射率的变化规律。研究发现，利用激光实现大气层垂直方向上的能量传输，需要控制激光的功率密度在一定范围，以减小能量的损失，同时避免对大气产生明显影响。在一定传输功率下，可以通过增加光束口径来减小激光的功率密度。
激光光学 大气吸收系数 激光热晕效应 大气折射率分布 激光能量传输 激光与光电子学进展
2017, 54(4): 041404
河南科技大学 物理与工程学院, 洛阳 471023
为了实现激光雷达对热层氦浓度的探测, 采用理论分析和计算机模拟的方法, 计算了组成亚稳态氦1083nm的3条共振辐射线的大气吸收系数, 得到了大气吸收系数的数量级为10-3。结果表明, 对于同一光谱线, 大气吸收系数与原子浓度成正比, 与温度的1/4次方成正比, 而与压强成反比; 对不同光谱线, 大气吸收系数与中心波长成正比; 在谱线半宽度内, 平均大气吸收系数和谱线中心大气吸收系数成正比。最后指出了大气吸收系数在光谱分析中的应用。此分析讨论对于激光雷达对热层氦浓度的探测具有一定的参考意义。
大气与海洋光学 亚稳态氦 激光雷达 大气吸收系数 光谱分析 atmospheric and ocean optics metastable He laser radar atmospheric absorption coefficient spectrum analysis
