毕业论文移动版

这篇文章的剩下部分将回顾气动光学问题的最新工作。接下来的章节介绍动力学校正的相差用类似于地基、天文望远镜的技术。接下来的章节将描述利用统计方法去定量气动光学相差的传统方法。随后的章节将是光波面传感器技术的发展，从而推进动力学方面的气动光学相差测量，以及一些利用新传感器和低速二维流场的新发现。还有这些发现的潜在的在光学设计方面的分支和流体力学的研究。接下来讨论高马赫数流场的气动光学相差。一个全新的概念“可压缩机理”在这种流场中介绍，相差缩放规律也会详细介绍。

2  流体光学相互作用问题的解决

人们早已经知道，在光束上放置一个共轭波形在穿过致相差介质之前（或者在系统接受穿过致相差介质的光信号聚焦之前）使得一平面波在离开介质（或者穿过介质后进入一个调焦装置）出现。能感受这种相差、结构并能在规律的时间间隔内提供适当的共轭波形的系统称为“光学自适应系统”[9]，研究这种系统的就是“自适应光学”。这样一个系统的设计要求依赖于对适当的致相差介质中扭曲的波面的时间和空间频率的理解。

在过去的二十年，大气传播问题中波面动力学的测量（例如因为大气湍流引起的地载天文望远镜的观察的扭曲）和利用这些信息设计并应用自适应光学设备和技术已经取得了长足的进步[10][11]。而另一方面，对于气动光学问题上，自适应光学的校正还没有取得进展。因为，和气动光学问题有关的空间和时间频率比已经由自适应系统校正的大气传播的情况要大至少一个数量级，即使是在相对较慢的实验流场[10][12]。因此，到现在对于气动光学最大的研究重点是定量时间平均的近场波面畸变（以相位方差或者 的形式）以达到估计远场（时间平均）的降级程度，对于那些光信号必须穿过流场的光学系统来说是很重要的[13]。在这里，“远场”定义为可以用傅里叶光学得到衍射积分的区域。

为了更好认识流体光学相互作用问题，按照复杂性增加的顺序将问题分为四个层面的认识。第一个层面的认识，能估计一个特别的光学传播过流场时可能会遇到的统计层面的光学畸变。第二个层面，可以预测不止统计上的平均畸变，还有随时间变化的光学畸变的空间和时间频率。第三个层面，和光学畸变有关的实际时间能被测量出，而且和特定的流体力学性质相结合。第四个层面，光学畸变能足够迅速的被测出，使得能够对畸变进行自适应校正，从而提高或恢复光学系统的最佳性能。大气传播的问题已经完成了这四个层面的认识，而直到最近，气动光学仍处在第一个层面上。

接下来的章节要讨论气动光学停留在第一层认识上的原因，以及最终能有更高层次认识的工作。剩下的部分，将回顾那些将认识带到第二甚至第三层面的一些工作进展。 

3  气动光学统计法

最早想测量一束校准相干光通过光学活性湍流（折射率变化）时产生的相差的是Liepmann[14]。这项研究的目的是为了确定在高速流体分析中条纹系统的极限灵敏度（例如明锐度）。Liepmann分析一束小角度（小直径），利用几何光学导出了平均角的均方偏转角 。在穿过一个厚度为 的边界层后，在传播方向y上，正交的x-z平面上的折射率变化统计上认为是相似的，Liepmann的分析给出