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作为高能激光的重要应用,激光武器是一类正在迅速发展的新概念武器。然而高能激光在大气中传输时,热晕效应会对其光束质量造成严重破坏。实际工作中常遇到高阶模激光,直角坐标系中的高阶模激光通常由厄米多项式描述。而厄米-高斯(H-G)光束的热晕效应的研究还未见报道。由于单束激光器输出功率有限,对激光光束合成是实现更高功率输出的重要手段。因而研究H-G列阵光束的热晕效应具有非常重要的意义。高功率激光器产生的激光束通常具有复杂的多模结构,多模激光器相较于单模激光器会有更高的光-光转换效率,研究多模及其列阵光束的热晕效应对激光武器的应用具有指导意义。本论文的主要研究内容及结论包括:1.研究了热晕效应对H-G光束的大气传输特性的影响。推导出了H-G光束大气传输稳态热晕的光强和热晕扭曲参数的解析表达式,研究表明:相同功率情况下,H-G光束模式数越高,其热晕效应越弱。特别地,H-G光束的热晕效应比基模高斯(GS)光束的要弱。另一方面,自行编制了H-G光束通过大气传输的四维模拟仿真程序,并研究发现:热晕效应较强时,虽然H-G光束模式数越高其初始束宽越大,但由于热晕效应其到达靶面上束宽却越小。此外,H-G光束模式数越高,由于热晕效应其光束重心偏移量越小,并且到达热晕稳态的时间越长。若采用像散参数评价光束的对称性,热晕效应可以改善原本非对称H-G光束的对称性。2.研究了热晕效应对非相干H-G列阵光束的大气传输特性的影响。推导出了非相干H-G列阵光束的等效扭曲参数,研究表明:H-G列阵光束的模式数越高,光束间距越大,其热晕效应越弱。另一方面,自行编制了非相干H-G光束通过大气传输的四维模拟仿真程序,数值计算研究发现:H-G列阵光束的模式数越高,光束间距越大,到达靶面的光束重心偏移量越小,并且到达稳态的时间越长。此外,还研究了非相干H-G列阵光束大气中的焦点移动,结果表明:H-G列阵光束的模式数越高,其焦点位置越靠近靶面,到达靶面的束宽越小。3.研究了热晕效应对多模及其列阵的大气传输特性的影响。将多模光束看作H-G光束的非相干叠加,自行编制了多模及其列阵光束通过大气传输的四维仿真程序。研究发现:由于大气热晕效应,总存在一个合适的权重因子使得多模及其列阵光束经大气传输到达靶面上的光斑尺寸最小。另外,多模列阵光束中GS光束的权重因子越大,大气传输中焦点位置越远离靶面。