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光外差探测技术以其灵敏度高于直接探测方式几个数量级等诸多优点而广泛应用于激光雷达、激光通信、大气监测、目标探测等领域。基于外差探测的高灵敏度,可以实现目标远距离探测的,高精度的速度和距离测量的激光啁啾调幅外差探测系统被提出,大大提升系统测距的范围。然而,在大气环境下的远距离探测中,大气湍流引起的折射率随机起伏将引起激光束到达角起伏,相干性退化,光强闪烁等,这些都严重影响激光啁啾调幅外差探测系统的探测性能。基于湍流对外差探测影响的理论研究较为成熟,相关的实验研究相对滞后,而在实际大气中进行湍流影响的实验,不仅耗时,成本高,而且实际大气湍流的随机性使得湍流强度可控性差,因此本文基于室内热风式湍流模拟器模拟大气湍流,开展湍流对激光啁啾调幅外差探测影响的实验研究。本文理论上推导了到达角起伏方差和大气相干长度对全光纤外差探测系统的耦合效率影响的公式,并进行了相应的仿真分析。基于湍流下平面波的到达角起伏概率密度分布函数,推导了到达角起伏方差与系统平均耦合效率关系的公式,对其仿真结果表明,当光纤模场半径与耦合透镜焦距比值的平方等于到达角起伏方差时,此时平均耦合效率降至10%左右。同时基于湍流下平面波的复相干函数,推导了大气相干长度与系统耦合效率关系的公式,对其仿真结果表明,当系统接收孔径与大气相干长度的比值等于2时,系统耦合效率降至10%左右。而耦合效率的下降会直接导致系统输出信噪比的下降。本文设计并搭建了一套1.55?m波段的激光啁啾调幅外差探测系统,并采用平衡探测的方法减小本振光引起的散粒噪声,该系统可实现0.3m的距离分辨率,系统最小可探测光功率可达1.47?10-13W。搭建湍流下激光外差探测实验系统,利用室内热风式湍流模拟器大气湍流,实验结果表明,当模拟器内湍流的大气相干长度从0.217m降至0.014m时,湍流强度增强,耦合进单模光纤的光功率下降,多普勒信号信噪比下降约14 dB。同时搭建了湍流下的激光啁啾调幅外差探测实验系统,基于上述同等情况下的大气湍流,多普勒频移信号信噪比下降13dB,而目标距离引起的频移信号信噪比下降11dB。本文不仅测试了室内湍流中不同大气湍流强度对激光啁啾调幅外差探测系统输出信噪比的影响,为后续的理论验证提供了实验基础,同时也为激光啁啾调幅外差探测的应用系统开展湍流下的实验研究以及系统性能的测试提供了参考。