本研究通过高斯光束在大气湍流中的传播仿真，深入探讨了湍流对光学传输的影响，这是光通信和激光应用中一个关键的研究课题。大气湍流的随机性和复杂性通常会导致光束质量的下降、光强分布的畸变以及相位和振幅的变化，进而影响远距离光通信系统的稳定性与精度。为此，本文基于MATLAB构建了仿真平台，并开发了核心函数ift2.m和turbulence.m，用于生成湍流相位屏模型，模拟湍流环境下的光束传输特性。
项目信息
编号：MOG-51
大小：2.5M
运行条件
Matlab开发环境版本：
– Matlab R2020b\R2023b\R2024a
项目介绍
本研究通过高斯光束在大气湍流中的传播仿真，深入探讨了湍流对光学传输的影响，这是光通信和激光应用中一个关键的研究课题。大气湍流的随机性和复杂性通常会导致光束质量的下降、光强分布的畸变以及相位和振幅的变化，进而影响远距离光通信系统的稳定性与精度。为此，本文基于MATLAB构建了仿真平台，并开发了核心函数ift2.m和turbulence.m，用于生成湍流相位屏模型，模拟湍流环境下的光束传输特性。
仿真过程中，通过调整湍流结构常数、湍流内外尺度等参数，模拟了不同强度的湍流条件，探索其对光束的传播特性、相干性、光强分布以及相位变化的影响。研究重点分析了光束在不同湍流屏幕下的衍射效应、相干性损失以及相位扰动的逐步累积情况。仿真结果表明，湍流引起的光束畸变程度随传输距离的增加而加剧，这为光学系统的误差校正和自适应调整提供了重要的理论依据。
此外，本研究的结果为光学系统在湍流条件下的抗干扰能力设计提供了指导，为开发更具鲁棒性的光通信系统奠定了基础。该仿真平台不仅适用于研究湍流环境下的光束传播，还可以拓展应用于其他光学现象的数值分析。未来的工作将进一步优化仿真模型，结合实际湍流数据，提升仿真的精确性和适用性，以支持在复杂大气条件下的实际应用。
项目文档
Tipps：可以根据您的需求进行写作，确保文档原创！
– 项目文档：写作流程
算法流程
代码讲解
Tipps：仅对turbulence.m部分代码简要讲解。该项目可以按需有偿讲解，提供后续答疑。
运行效果
运行 turbulence.m
（1）源场光场
分析：显示了高斯光束在初始位置（源场）的光强分布，呈现出中心强、边缘弱的分布特性，符合高斯光束的特点。
（2）理想传输后的光场
分析：表示高斯光束在无湍流条件下传输到指定距离后的光强分布。光束中心区域保持高强度，呈现出理想传播情况下的集中光斑。
（3）理想传输后的相位分布
分析：显示光场在无湍流传输后的相位分布。相位图中的条纹模式反映了传播过程中的相位变化，正常情况下相位应当呈现规则分布。
（4）低频补偿后的大气湍流相位屏
分析：生成了一个包含低频成分的相位屏，模拟了大气湍流中的相位畸变。此图表明湍流引起的空间相位扰动，红色和蓝色区域表示不同程度的相位偏移。
（5）经过14次大气湍流传输后的光场
分析：表示光束在经过14次湍流相位屏的传输后的光强分布。光斑形状发生一定的畸变和散射，反映了湍流对光束质量的影响。
（6）14次湍流传输后的相位分布
分析：显示光束经过多次湍流相位屏后在观测屏上的相位分布。相位条纹相对于无湍流条件下（图 4）更加复杂，反映了湍流引起的相位扰动累积效果。
（7）经过15次大气湍流传输后的光场
分析：显示光束经过15次湍流传输后的光强分布，光斑进一步畸变。此图表明随着湍流传输次数的增加，光束在观测屏上的分布变得更加分散，光斑不再集中。
这些图像展示了高斯光束在理想和湍流条件下的传播变化，反映出大气湍流对光场强度和相位的影响。
远程部署
Tipps：购买后可免费协助安装，确保运行成功。
– 远程工具：Todesk 、向日葵远程控制软件
– 操作系统：Windows OS
项目文件
文件目录
Tipps：完整项目文件清单如下：
项目目录
– 1.Code (完整代码：确保运行成功)
– 2.Result (运行结果：真实运行截图)
– 3.Demo (演示视频：真实运行录制)
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