电磁高斯谢尔模光束在大气湍流中的光束质量演化(3)
时间:2019-03-08 17:23 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.3.2 部分相干光理论 区别于完全相干光，部分相干光的相干性较差一些。然而大量实验数据表明，很多情况下，部分相干光却比完全相干光表现出更优良的特性。部分相干光不容易出现散斑，在传输过程中更容易保持光束原有特性，不容易产生失真。同时，部分相干光表现出更好的抗干扰性，更适合应用到实际问题中。所以，我们更多的时候选取部分相干光来研究光的传输特性。 高斯谢尔模源(GSM)光束[22]作为一种理论部分相干光，被广泛应用到科学研究中。GSM光束是一种部分相干光，其光强和相干度都呈高斯分布。实验中，GSM光束的获得一般是通过动态散射体来降低激光的相干性，然后对光强和相干度进行相关调制，便能得到GSM光束。Collett和Wolf[23]于1978年提出了GSM光束理论。1985年，Simon[24]等人又提出了分布相干扭曲高斯谢尔模光束理论，并在之后的科研工作中承担着重要的角色。 随着相干偏振统一理论的提出，相干矢量光得到了更多的关注。电磁高斯谢尔模(EGSM)光束即矢量GSM光束，区别于普通标量GSM光束。根据Korotkova等人的研究[25]，可知电磁高斯-谢尔模光束具有有效减小光伏强度的优点。所以在自由光通信领域，EGSM的应用比标量GSM的应用更为广泛。 1.4 本文的主要工作 近年来，大气湍流对光通讯的影响越来越受到关注，各类对于部分偏振光的研究学习也越来越多，以便于更清楚的认知存在的问题和难以解决的原因。基于以上对大气湍流和部分相干光的了解，本文主要研究了电磁高斯谢尔模（EGSM）光束[26]在大气湍流中的传输时光束质量的演化，即后文中光束传输 因子[27]的演化。 论文的主要内容： 第一章绪论，阐述了该课题的研究背景与国内外发展前景，并分析了该课题研究的切实可行性。接着分别综述了激光传输理论、部分相干光理论和大气湍流理论，并选定了研究对象——电磁高斯-谢尔（EGSM）模光束。 第二章理论推导，主要介绍了研究激光传输的几种方法，并对各种方法之间存在的联系进行了必要的理论推导，便于后文直接应用到大气湍流的实际情形中。 第三章以电磁高斯-谢尔模光束为理论模型，推导出部分相干光束在大气湍流中光束传输 因子的表达式。结合惠更斯-菲涅尔原理与Wigner分布函数，推导EGSM在大气湍流中的交叉谱密度函数和二阶矩解析表达式。 第四章 总结。 本文的主要成果在于求解出了EGSM光束的交叉谱密度函数与二阶矩的解析表达式，进而探讨光束质量 因子，通过改变不同参数研究对光束质量的影响，从而研究得出电磁高斯谢尔模光束大气湍流中质量演化普遍适用的结论。 (责任编辑：qin) |