涡旋光束在湍流大气中的光束扩展
本文选题:大气光学 + 光束扩展 ; 参考:《光学学报》2016年03期
【摘要】:涡旋光束在湍流大气中传输时,其振幅和相位会发生随机起伏,导致在接收平面处的光强起伏及光束扩展等。以低阶拉盖尔-高斯涡旋光束为例,利用激光大气传输四维程序数值模拟了不同条件下的涡旋光束在湍流大气中传输时引起的光束扩展。由模拟结果可知,传输距离越长或湍流越强,涡旋光束在大气中传输时的束宽扩展受湍流的影响越大;涡旋光束的拓扑荷数越高、光束的束腰越小或光波的波长越长,其束宽扩展受大气湍流的影响越小。湍流的内尺度和外尺度也会影响涡旋光束的光束扩展,但影响程度相对较小。另外,通过计算仿真还比较了涡旋光束和普通高斯光束在湍流大气中传输时引起的光束扩展的差异。
[Abstract]:When the vortex beam is transmitted in the turbulent atmosphere, the amplitude and phase of the beam fluctuate randomly, resulting in the light intensity fluctuation at the receiving plane and the expansion of the beam. Taking the low order Laguerre Gauss vortex beam as an example, the four dimensional program of the laser atmosphere is used to simulate the propagation of the vortex beams under different conditions in the turbulent atmosphere. It is known from the simulation results that the longer the transmission distance or the stronger the turbulence, the greater the width of the vortex beam propagating in the atmosphere, the greater the influence of turbulence; the higher the number of topological charges, the smaller the waist of the beam or the longer the wavelength of the light wave, the smaller the influence of the width of the beam on the turbulence. It also affects the propagation of the vortex beam, but the degree of influence is relatively small. In addition, the difference between the propagation of the vortex beam and the ordinary Gauss beam in the turbulent atmosphere is also compared by calculation and simulation.
【作者单位】: 山东师范大学物理与电子科学学院;山东理工大学理学院;
【基金】:国家自然科学基金(11474186,11304184) 山东省自然科学基金(ZR2013FM007) 山东省高等学校科技计划项目(J13LN28)
【分类号】:O436;O357.5
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,本文编号:1897776
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