非均匀步长分步傅里叶算法的改进

来源：激光与红外杂志2018年第6期北京时间：

作者：韩星星

单位：西安交通大学城市学院物理教学部,陕西 西安 710018；

摘要：研究了大气湍流中斜程路径上激光波束的传输模拟过程中的步长取值问题。针对分步傅里叶算法中大步长情况下的边界反射问题,首先对已有的吸收边界法进行了数值实验,得到了吸收边界法的步长取值上限。提出了滤波函数法,进一步解放了对步长的限制,利用真空中的波束传输模拟,证明了滤波函数法的有效性及其有效区域。结合这两种方法,给出了一种斜程路径上的相位屏设置方式,模拟了激光在此路径上的传输并统计计算了激光光斑的相干长度和闪烁指数。数值结果与理论吻合,证明了滤波函数法可以有效地增大分步算法中步长的上限,从而提升大气湍流中激光波束远距离斜程传输仿真效率。

关键词：分步傅里叶算法;大气湍流;吸收边界;滤波函数法;斜程传输

基金资助：陕西省教育厅2017年专项科学研究计划项目(No.17JK1010)资助