位相差值法测量大气湍流格林伍德频率

• 作者: 宣丽 张红胜 曹召良 瞿青 胡立发 赵晶丽
• 来源期刊: 中国光学
• 学科: 物理学
• 关键词: 格林伍德频率 大气湍流 位相差值法 测量噪声 采样时间
• 年，卷（期）: 2015,（1）
• 所属期刊栏目: 大气与空间光学
• 页码范围: 121-129
• 页数: 9页
• 分类号: O357.5+4
• 字数: 3237字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CO.20150801.0121

摘要

为了利用位相差值法实现大气湍流格林伍德频率的准确测量，研究了位相差值法的有效性、哈特曼探测器采样点数和采样频率的选取方法。首先给出了位相差值法的基本原理和测量噪声去除方法，然后分析了哈特曼探测器采样点数和格林伍德频率的统计平均次数对测量精度的影响，结果显示，当采样点数大于400、统计平均次数大于400时，可以实现大气湍流格林伍德频率的准确测量。研究了测量噪声的影响，结果表明：去除噪声后，测量值的偏离误差从30％降低到0.6％。研究了算法的重复性精度，得到测量值偏离量的RMS值为1.9 Hz，占理论值的3％，说明测量方法非常稳定。依据上述结果，对8～108 Hz的湍流进行测量和分析，结果显示，当不考虑空气扰动时，测量值与理论值基本一致。最后，研究了哈特曼探测器采样频率和格林伍德频率之间的关系：哈特曼探测器的采样频率越高，能够准确测量的格林伍德频率也越高，并得到了定量的经验公式。上述结果表明，在满足采样点数、采样频率以及统计平均次数等条件下，位相差值法可以实现大气湍流格林伍德频率的准确测量。该研究工作为大气湍流的格林伍德频率测量提供了应用依据。