| 王静,赵志国,郭苗军,于虹,李晋红.特殊关联阵列扭曲光束在大气湍流中的光强闪烁[J].光电子激光,2020,31(4):426~433 |
| 特殊关联阵列扭曲光束在大气湍流中的光强闪烁 |
| Scintillations of special correlation twisted array beams in the atmospheric tur bulence |
| 投稿时间：2019-11-28 |
| DOI： |
| 中文关键词: 特殊关联 阵列光束 扭曲相位 大气湍流 光强闪烁 模式分解 |
| 英文关键词:Special correlation array beams twisted phase scintillations atmospheric tur bulence mode decomposition |
| 基金项目:国家自然科学基金(11904253)、山西省优秀青年基金项目(201801D211006)、山西省"1331工程"重点创新团队建设计划 资助项目(1331KIRT)、太原科技大学科研启动基金(20192004)和中国科学院大气光学重点实验室开放课题基金资助项目 (1.太原科技大学 应用科学学院,山西 太原 030024； 2.洛阳师范学院 物理系,河南 洛阳 471022； 3.湖北航天技术研究院总体设计所,湖北 武汉 430040) |
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| 中文摘要: |
| 相干和相位是光波的基本特性,它们之间是相互影 响的。本文首先基于部分相干光束的模式分解理论,严格证明了谢尔模高斯阵列关联结构可 以携带扭曲相位,并提出了一种特殊关联阵列扭曲光束,且本文所用证明方法具有一定的普 适性。随后,针对光束在大气湍流传输中引起的光强闪烁,采用张量方法推导了特殊关联阵 列扭曲光束在大气湍流中的光强闪烁解析式,详细分析了光源各参数对光强闪烁指数的影响 ,研究表明增大光源的束腰宽度、增大扭曲因子、调控谢尔模高斯阵列关联结构可降低大气 湍流引起的光强闪烁。本文得到了一种有效抑制大气湍流光强闪烁的严格物理数学光束模型 ,研究结论有助于优化部分相干光束在大气湍流传输的整体性能,在自由空间光通讯、激光 雷达、遥感成像等领域具有潜在的应用价值。 |
| 英文摘要: |
| Coherence and phase are the fundamental properties of light beams,and they affe ct each other.A new class of twisted Schell-model array correlated sources are introduced based on Mercer′s expansion.It turns out that such sources can be ex pressed as superposition of fully coherent Laguerre-Gaussian modes,and the twi s table condition is established.The mode decomposition theory used in this paper can be applied to the determination of any twisted beams with special correlati on structures.Furthermore,laser beams induce scintillations when propagating i n the turbulence.A tensor method is used to calculate the scintillations of a t wisted Gaussian Schell-model array beam in weak turbulence,analytical expressi o ns for the scintillation index are rigorously derived,and the influence of each initial optical parameter on the scintillations is detailed analyzed.The resul ts show that the scintillations can be reduced by increasing the beam waist widt hs,increasing the twisted factor and adjusting the Schell-model array correlat i on structure.It is interesting to impressing a twist phase on source beams can significantly inhibit scintillations effect.Our works are helpful to optimize t he overall performance of the partially coherent beam in atmospheric turbulent t ransmission,which may have potential application values in the fields of free s pace optical communication,lidar,and remote sensing imaging. |
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