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部分相干Airy光束在大气湍流中的光强演化

发布时间:2018-01-22 14:13

  本文关键词: 无线光通信 部分相干Airy光束 交叉谱密度函数 大气湍流 光强分布 出处:《光子学报》2017年07期  论文类型:期刊论文


【摘要】:为了利用Airy光束的无衍射、自恢复和自弯曲特性抑制大气湍流效应,实现远距离无线光通信,对部分相Airy光束在大气湍流中传输时的光强演化进行了研究.利用高斯-谢尔模型的交叉谱密度函数、广义惠更斯-菲涅尔原理以及Rytov相位近似法,推导了部分相干Airy在湍流大气中平均光强的表达式.分别从传播距离、湍流强度等方面对光强分布的影响进行了模拟仿真,并对光束自身参数对光强分布的影响进行了相关实验验证.结果表明:随着传播距离的增加,部分相干Airy光束的旁瓣逐渐衰减,主瓣逐渐扩散;在传播足够远时,其旁瓣逐渐消失,主瓣逐渐演化为高斯分布.仿真和实验结果一致表明光束的截断因子越小、特征长度和相干长度越长,光束的光强分布保持越完整.
[Abstract]:In order to suppress the atmospheric turbulence effect by using the non-diffractive characteristics of Airy beams, self-recovery and self-bending characteristics are used to realize long-distance wireless optical communication. The intensity evolution of partial phase Airy beams propagating in atmospheric turbulence is studied by using the cross-spectral density function of the Gauss-Schell model. The generalized Huygens-Fresnel principle and the Rytov phase approximation method are used to derive the expressions of the average light intensity of partially coherent Airy in turbulent atmosphere. The effects of turbulence intensity on the intensity distribution are simulated, and the effects of the beam parameters on the intensity distribution are verified by experiments. The results show that the light intensity distribution increases with the increase of the propagation distance. The sidelobe of partially coherent Airy beam gradually decays and the main lobe diffuses. When propagating far enough, the sidelobe disappears gradually and the main lobe gradually evolves into Gao Si distribution. The simulation and experimental results show that the smaller the truncation factor is, the longer the characteristic length and coherent length are. The more complete the intensity distribution of the beam remains.
【作者单位】: 西安理工大学自动化与信息工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(Nos.61377080,60977054)资助~~
【分类号】:P425.2;TN929.1
【正文快照】: 0引言大气激光通信具有信道容量大、保密性好以及设备安装方便等特点,受到了研究人员的广泛青睐[1],但1-1001070大气湍流制约了大气激光通信的实用化发展.与完全相干光相比,部分相干光受到湍流的影响要小,并且部分相干光束具有光强比较均匀,对散斑低灵敏等优点[2].因此,部分相

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本文编号:1454888

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