电磁高斯谢尔模光束在大气湍流中的光束质量演化
时间:2019-03-08 17:23 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要本文先介绍了部分相干光的理论和基本研究方法，以及大气湍流的理论基础知识，以电磁高斯谢尔模（EGSM）光束为例，结合广义惠-菲原理和WDF二阶矩的定义, 推导出电磁高斯-谢尔模(EGSM)光束在湍流中的光束质量 因子的解析表达式。接下来，通过精准的数值计算模拟，研究了湍流结构参数 和湍流内尺度 对光束质量的影响，同时研究光束本身性质，初始相干长度、初始光波波长及束腰宽度对光束质量产生的影响。我们的研究结果对长距离光通信意义深刻。33646 关键词 电磁高斯谢尔模光束 大气湍流 光束质量 毕业论文设计说明书外文摘要 Title The electromagnetic Gauss Schell-model beam quality in atmospheric turbulence evolution Abstract In this paper ,we firstly introduces the theory and basic research methods of partial coherent light.Theoretical basic knowledge of atmospheric turbulence is the next.Electromagnetic Gaussian Schell-model (EGSM) beam as an example, combined with the generalized Huygens- Fresnel principle and the Wigner distribution function (WDF) second order moment of definition,we will be able to deduce the beam quality -factor of EGSM in atmospheric turbulence.Next, the influence of turbulence structure parameters and turbulence inner scale on the beam quality is studied by numerical simulation.At the same time the study of beam properties, initial coherent length , the initial effect of wavelength and beam width produced on beam quality.Our results will be useful in long-distance free-space optical communications. Keywords Electromagnetic Gaussian Schell-model beam turbulent of atmosphere the -factor 目 录 1 引言 1 1.1 研究背景 1 1.2 国内外研究现状 2 1.3 激光在大气湍流中传输理论及部分相干光发展 2 1.3.1 激光在大气湍流中传输理论发展 2 1.3.2 部分相干光理论 3 1.4 本文的主要工作 4 2 理论基础 5 2.1 常见光束研究方法 5 2.1.1 广义衍射理论 5 2.1.2 矩阵光学法 6 2.2 部分相干光的理论知识 7 2.2.1 互相干函数 7 2.2.2 交叉谱密度函数 8 2.2.3 Wigner分布函数 8 2.3 高斯谢尔光束的数学物理模型 9 2.4 大气湍流理论 9 2.5 M2因子理论 10 3 EGSM光束在大气湍流中的光束质量研究与数值模拟 12 3.1 EGSM光束在大气湍流中的光束质量研究 12 3.2 数值模拟 15 4 总结 19 结 论 20 致 谢 21 参考文献22 1 引言 1.1 研究背景 1960年，美国科学家梅曼在实验室获得了第一束激光，紧接着他又宣布制成了有世界上第一台激光器——红宝石激光器。从此，人类对光的认识、学习和应用进入了新纪元。激光由于高度相干性、良好的单色性以及稳定的精准的方向性等突出特点，很快被人们应用到生产生活的各个领域。尤其是激光在光通信的领域的应用，极大程度地推动了信息化时代的到来。 (责任编辑：qin) |