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。

降雨会对激光信号产生严重的衰减，从而给激光目标探测的应用带来一定影响。激光在降雨中的传输衰减已在红外波段做了大量的实验研究，而可见光波段激光在雨中的传输衰减特性还未见报道。基于夫琅禾费衍射和几何光学散射理论，建立雨滴对532 nm绿激光和1064 nm近红外激光光束的传输衰减模型，对比分析两波长激光在不同降雨量下的衰减特性，并通过实验测试验证衰减模型的准确性。理论分析和实验结果表明，两波长的散射损耗差别微小，但雨滴对1064 nm激光的吸收作用明显，透射率低于532 nm，这为绿激光在降雨环境下目标探测系统中的应用提供了一定的理论和实验依据。