目前国内外研究激光在雨中传输的衰减问题时主要有两种模型: 散射模型和遮挡模型。但是遮挡模型在处理位于激光器视场近端的大尺寸雨滴时存在理论缺陷, 而散射模型对于视场远端的雨滴多次散射问题的计算量过于庞大。提出了一种基于接收端雨滴投影圆面积判据的雨滴衰减模型改进算法, 对接收透镜视角内出现单个雨滴全遮挡的情况进行了修正。并且采用MATLAB对模型进行了仿真分析, 得到改进的衰减模型与散射模型和遮挡模型的衰减曲线对比图。最后, 通过自然雨场实验验证改进理论算法的精确度, 结果表明: 传输距离在100 m且降雨量为1.2 mm/h时, 改进的理论模型相比较原遮挡模型精度提高了54.6%, 说明上述改进算法能够提高雨滴衰减模型的精确性。该项目的研究为蓝绿激光大气通信探测技术的发展提供了一定的理论支撑。

根据广义惠更斯-菲涅耳原理及交叉谱密度矩阵推导出部分相干径向偏振光束及高斯光束在大气通信中二阶矩束宽的解析表达式,同时通过对比大气湍流强度、相干长度及光源波长对两种光束在大气通信中束宽展宽及角扩展的影响,说明部分相干径向偏振光束在大气通信中更具优越性.研究表明,部分相干径向偏振光束及高斯光束在大气湍流中的传输都满足如下规律：大气湍流强度越大,则束宽展宽越大,角扩展越大:光源相干长度越大,则光束受大气湍流的影响越大,角扩展越小:光源波长越长,光束受大气湍流的影响越小,角扩展越大.但大气湍流强度、光源相干长度及波长三方面对部分相干径向偏振光束束宽展宽的影响远小于其对高斯光束束宽展宽的影响,即同一参数下,高斯光束束宽展宽远大于部分相干径向偏振光束束宽展宽.此外,高斯光束的角扩展不仅与上述三参量有关,还受其光束束腰宽度影响,而光束的束腰宽度对部分相干径向偏振光束的角扩展并不产生影响.以上结论表明部分相干径向偏振光束相对于高斯光束更有利于在大气湍流中传输,同时关于大气湍流强度、光源相干长度及波长三参量的研究,对于部分相干径向偏振光束在大气光通信中的应用具有指导作用.

为了研究1064nm激光大气气溶胶粒子的散射特性,利用Mie散射累积相乘算法,对函数迭代式进行简化,减少存储数组,对无穷迭代进行有效截断,减少迭代次数。通过模拟得到单分系和多分系的散射分布特征,得出散射强度主要集中在前向小角度散射的结论,并讨论了散射光的偏振特性,得出散射光存在完全偏振光的结论。结果表明,改进算法具有收敛速度快、精度高的优点。

从激光大气语音通信电路设计的角度分析了引起语音传输失真的主要因素：A／D转换器的选择和波特率的设置。实验表明：激光大气语音通信对A／D转换器的转换精度要求较高，即要保证语音通信质量，A／D转换器的转换精度应在8位以上；而对A／D转换器的转换速率要求较低，一般选择8 kHz或10 kHz的采样速率即可；在正确选择编码方式后，波特率设置为大于数字信号传输速率，可保证语音通信质量。

激光大气通信技术由于具有宽带大容量、低成本、无需频率许可等优点,近几年来作为一种新的宽带无线接入方式受到人们的广泛关注.激光大气通信距离受多种因素的制约,通常仅数公里.本文在建立激光大气通信系统数学模型的基础上,分析了激光束发散角、大气衰减、激光发射功率以及探测器灵敏度对通信距离的影响,结果显示较窄的光束发散角、较高的探测器灵敏度有利于通信距离的延长,而通过提高激光发射功率来延长通信距离的办法不可取,从而为系统设计提供参考依据.

文中介绍了光通信的历史、发展和分类，阐述了大气中激光通信的工作原理、重要器件和关键技术，以及大气中激光通信存在的问题。分析了大气通信中能量衰减的原因，提出了减小衰减的方法。研究了目前国内外大气激光通信的应用现状，构思了实现大气激光准全天候通信和移动通信的蓝图，展望了未来大气激光通信的前景。