概述
雷射在大氣中傳輸時部分能量被空氣中的分子和氣溶膠吸收。被吸收的熱量將空氣加熱，導致氣壓上升，空氣膨脹，空氣密度降低，折射率下降，形成一個負透鏡，使雷射束髮散。當存在側向風時，下風區空氣密度降低，因而下風區的折射率減小，形成特有的彎向上風區的光束分佈，使光束畸變、彎曲和發散，劣化光束品質。這就是熱暈效應。它是雷射在大氣中傳輸時所面臨的嚴重問題之一。
圖1 熱暈效應成因示意圖
系統描述
本例介紹了模擬雷射在大氣中傳輸時熱暈效應對應的bloom命令的使用。描述熱暈的基本方程包括波動方程和流體力學方程。首先由Maxwell方程得到雷射波動方程，再結合流體力學中的三個守恆定律——品質守恆定律、動量守恆定律、能量守恆定律得到描述熱暈效應的方程。對於理想氣體，在等壓近似下得到：
本例對比了三種情況下的雷射遠場分佈：（1）沒有大氣像差和熱暈效應下的遠場光強分佈；（2）沒有大氣像差但有熱暈效應下的遠場光強分佈；（3）同時考慮大氣像差和熱暈下的遠場分佈。通過對比我們會發現熱暈效應會使光束焦點前移，焦斑沿垂直光軸方向發生位移，焦斑畸變，尺寸變大。
模擬結果
圖1 不含大氣像差和熱暈效應的遠場分佈，此時光束的焦點在4km處，光斑尖銳。
圖2熱暈效應導致的3.5km處的光斑分佈，此時光束的焦點已經前移到2.7km，由於光斑變大，光強也顯著降低，光斑的分佈呈現出糖匙形狀。
圖3熱暈效應和大氣像差共同決定的3.5km處的光斑分佈，此時光束的焦點進一步前移到1.8km，由於光斑變大，光強顯著降低，光斑的分佈呈現顯著的旁瓣。
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