基于偏振相干理論的偏振光傳輸特性研究.pdf

1、由于大氣環(huán)境的影響,光束在傳輸過(guò)程中會(huì)受到湍流、氣溶膠等因素的干擾,其偏振特性會(huì)發(fā)生改變,即使是在自由空間中傳輸時(shí),由于相干性誘導(dǎo)等作用,光束的偏振特性同樣會(huì)發(fā)生改變。這對(duì)偏振信息技術(shù)在遙感探測(cè)、目標(biāo)檢測(cè)和光通信領(lǐng)域的研究和應(yīng)用帶來(lái)困難。因此,研究光束偏振特性的變化規(guī)律具有重要的意義。本文基于隨機(jī)電磁光束的偏振相干統(tǒng)一理論,研究了高斯-謝爾型光束在自由空間以及湍流環(huán)境中傳輸時(shí),其偏振特性的傳輸變化特性,分析了不同光源和不同湍流強(qiáng)度下,光

2、束的偏振特性在傳輸過(guò)中的變化規(guī)律。
　　本文的研究工作主要包括:
　　(1)研究了矢量場(chǎng)體系中隨機(jī)電磁光束的偏振相干統(tǒng)一理論,分析了利用交叉譜密度矩陣對(duì)偏振特性和相干特性進(jìn)行統(tǒng)一研究的方法。在此基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了高斯-謝爾型光束的交叉譜密度矩陣函數(shù)的解析表征。
　　(2)針對(duì)光束在自由空間下的傳輸問(wèn)題,研究了光束在自由空間中傳輸時(shí)的偏振矩陣的演化過(guò)程,得到偏振度傳輸?shù)谋磉_(dá)式。通過(guò)數(shù)值仿真分析的方法,模擬了不同光源參數(shù)下,光

3、束偏振度傳輸?shù)淖兓?。仿真結(jié)果表明:光束在自由空間中傳輸時(shí),經(jīng)過(guò)較短距離的傳輸后,偏振度將以穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行傳輸,在滿足不變性條件的情況下,傳輸過(guò)程中的偏振度保持不變。
　　(3)針對(duì)光束在大氣湍流環(huán)境下的傳輸問(wèn)題,研究了高斯-謝爾型光束在大氣湍流中傳輸時(shí),光束的偏振度傳輸表達(dá)式。通過(guò)數(shù)值仿真分析了不同光源參數(shù)和不同湍流強(qiáng)度下,光束偏振度傳輸?shù)淖兓?guī)律。仿真結(jié)果表明:光束在通過(guò)湍流環(huán)境傳輸時(shí),經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)距離的傳輸時(shí),偏振度將從穩(wěn)定狀態(tài)逐