大氣湍流論文光束在湍流大氣中的傳輸

1、大氣湍流論文：光束在湍流大氣中的傳輸大氣湍流論文：光束在湍流大氣中的傳輸【中文摘要】激光在光通信、遙感、監(jiān)測等方面具有越來越廣泛的應(yīng)用因而關(guān)于激光光束在大氣湍流中傳輸特性的研究具有非常重要的意義。由于湍流擾動的影響光束在大氣中傳輸會發(fā)生光強(qiáng)起伏變化、像點(diǎn)抖動、光束擴(kuò)散等大氣湍流效應(yīng)。正是這些湍流效應(yīng)的影響在大氣中傳輸?shù)墓馐|(zhì)量會大大降低。如何減少湍流大氣對光束的影響已成為一個重要的研究課題。尋求一種特殊的光束以減少湍流效應(yīng)一直是廣大學(xué)者

2、的研究方向許多不同激光束在湍流中傳輸特性的研究已見諸報端。本文對大氣湍流的基本理論進(jìn)行了簡要的敘述介紹了湍流大氣的相關(guān)參數(shù)及幾種主要的大氣折射率功率譜模型對湍流效應(yīng)中的光強(qiáng)起伏即閃爍指數(shù)的計算進(jìn)行了介紹為研究光束在湍流大氣中的傳輸做了理論準(zhǔn)備。結(jié)合鬼成像的實際應(yīng)用中的大氣環(huán)境對湍流大氣中部分相干光的鬼成像進(jìn)行了理論研究根據(jù)經(jīng)典光相干理論和廣義惠更斯菲涅爾積分得到了在大氣湍流環(huán)境中部分相干光的鬼成像解析公式分析了光源相干長度、傳輸距離、湍

3、流強(qiáng)度對鬼成像質(zhì)量的影響。研究表明:光源光斑越大鬼成像質(zhì)量越好而湍流強(qiáng)度、光源相干長度及光源與待成像物體間距離的增加均會降低鬼成像質(zhì)量。具有螺旋相位因子的光束被稱為渦旋光束渦旋光束中的光子攜帶有軌道角動量可以利用光子的軌道角動量進(jìn)行信息編碼并應(yīng)用于自由空間光通訊因而研究渦旋光束在大氣湍流中的傳輸特性具有重要的意義。本文利用閃爍指數(shù)測量儀environmentofghostimageghostimagingwithpartiallycoh

4、erentlightradiationthroughturbulentatmospherehasbeenstudied.TheanalyticalghostimagingfmulashavebeenderivedbasedontheclassicalopticalcoherenttheytheextendedHuygensFresnelintegral.Theinfluenceoftheturbulencestrengthpropaga

5、tionlengththesource’stransversesizecoherentwidthonthequalityoftheghostimaginghasbeendiscussed.Itisfoundthatthelargerthesource’stransversesizeisthebetterthequalityoftheghostimaging.Whentheturbulencestrengthpropagationleng

6、ththesource’scoherentwidthincreasethequalityoftheghostimagingdecrease.Beamswithspiralphaseareregardedasvtexbeams.Eachphotonofvtexcarriesbitalangularmomentum(OAM)whichcanbeusedininfmationencoding.Thestudyonthepropagationp

7、ropertyofvtexbeamsinturbulenceisveryimptant.Thescintillationindexofvtexbeamsinturbulencehasbeenmeasuredwithascintillationdetect.CrespondingpropertiesofaGaussianbeamvtexbeamswithdiffirenttopologicalgepropagatingthroughthe