本文關(guān)鍵詞：鏡像和反鏡像高斯謝爾模光束在湍流介質(zhì)中的傳輸特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自1960年世界上第一臺紅寶石激光器問世以來,激光便以極好的方向性、單色性、相干性和高亮度的特征在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。特別是由于近些年光通信、遙感等實際應(yīng)用的需求,各種激光束通過各類光學(xué)系統(tǒng)和介質(zhì)的傳輸特性得到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究。鏡像光束的概念于1988年被Gori等人首次提出,但在之后的很長時間里并沒有得到足夠的重視,直到最近才被Partanen等人擴(kuò)展到二維的情形,并提出了反鏡像光束的概念。這種光束表現(xiàn)出奇特的統(tǒng)計光學(xué)特性,具有一定的潛在應(yīng)用價值,例如不久前Guo等人將此光束用于粒子捕獲的研究,除此之外,鏡像光束和反鏡像光束在其他領(lǐng)域的應(yīng)用還是一片空白。于此背景下,本論文重點(diǎn)研究了鏡像高斯謝爾模光束和反鏡像高斯謝爾模光束在自由空間、大氣和海洋湍流傳輸中的統(tǒng)計光學(xué)特性,并得到了一些有意義的結(jié)論。全文共分四章,安排如下：第一章為緒論部分,首先從三個方面介紹了研究的背景和現(xiàn)狀,分別為：光束傳輸?shù)难芯繉嶋H應(yīng)用的價值；一些常見的湍流介質(zhì)及影響湍流強(qiáng)弱的因素；鏡像光束和反鏡像光束的特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀。其次介紹了本論文研究中所要用到的一些基本理論和研究方法,包括：交叉譜密度函數(shù)、廣義惠更斯-菲涅耳衍射積分、光束在湍流介質(zhì)中傳輸?shù)幕纠碚�、non-kolmogorov大氣湍流模型、海洋湍流模型、鏡像光束和反鏡像光束的產(chǎn)生原理。第二章推導(dǎo)得出了各向異性鏡像高斯謝爾模光束和反鏡像高斯謝爾模光束在non-Kolmogorov湍流大氣傳輸中的交叉譜密度函數(shù)表達(dá)式。通過該表達(dá)式模擬計算了傳輸過程中光譜密度和光譜相干度的變化。研究發(fā)現(xiàn),湍流大氣會顯著影響反鏡像高斯謝爾模光束在傳輸過程中的歸一化譜密度分布,并破壞鏡像光束的鏡像性質(zhì)和反鏡像光束的反鏡像性質(zhì),使反鏡像高斯謝爾模光束的相干度呈現(xiàn)出異于鏡像高斯謝爾模光束的分布。第三章推導(dǎo)了各向同性鏡像高斯謝爾模光束和反鏡像高斯謝爾模光束在海洋湍流傳輸中的交叉譜密度函數(shù)。并基于該表達(dá)式重點(diǎn)研究了海洋湍流的強(qiáng)弱和光束本身的性質(zhì)對傳輸過程中光譜密度和光譜相干度的影響。模擬計算結(jié)果表明,在海洋湍流的傳輸中,光束的統(tǒng)計特性呈現(xiàn)出類似于在大氣中的演化規(guī)律,且較強(qiáng)的海洋湍流會加劇這一演化進(jìn)程,并在相同的傳輸距離下導(dǎo)致更寬的光束擴(kuò)展。相干性較差的光束受海洋湍流的影響更為顯著,但相干性的改變并不會導(dǎo)致傳輸過程中光斑尺寸的明顯變化。第四章對本論文的研究工作進(jìn)行了總結(jié),并對今后的工作做出了展望。
【關(guān)鍵詞】：鏡像高斯謝爾模光束 反鏡像高斯謝爾模光束 光譜密度 光譜相干度 大氣湍流 海洋湍流
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O357.5;TN24
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 研究背景和現(xiàn)狀12-13
• 1.2 研究方法和理論基礎(chǔ)13-18
• 1.2.1 交叉譜密度函數(shù)13-14
• 1.2.2 廣義惠更斯-菲涅耳衍射積分14-15
• 1.2.3 隨機(jī)電磁光束在湍流介質(zhì)中的傳輸15-16
• 1.2.4 Non-kolmogorov大氣湍流模型16
• 1.2.5 海洋湍流模型16-17
• 1.2.6 鏡像光束和反鏡像光束17-18
• 1.3 本章小結(jié)18-19
• 參考文獻(xiàn)19-23
• 第二章 鏡像和反鏡像高斯謝爾模光束在湍流大氣中的傳輸23-36
• 2.1 引言23
• 2.2 鏡像和反鏡像高斯謝爾模光束的產(chǎn)生23-24
• 2.3 鏡像和反鏡像高斯謝爾模光束在大氣湍流中的傳輸24-27
• 2.4 數(shù)值模擬與分析27-32
• 2.5 本章小結(jié)32
• 參考文獻(xiàn)32-36
• 第三章 海洋湍流對鏡像和反鏡像高斯謝爾模光束傳輸特性的影響36-48
• 3.1 引言36
• 3.2 各向同性鏡像和反鏡像高斯謝爾模光束的產(chǎn)生36-37
• 3.3 鏡像和反鏡像高斯謝爾模光束在海洋湍流中的傳輸37-40
• 3.4 數(shù)值模擬和分析40-45
• 3.5 本章小結(jié)45
• 參考文獻(xiàn)45-48
• 第四章 總結(jié)48-50
• 4.1 已經(jīng)完成的工作和創(chuàng)新點(diǎn)48
• 4.2 未來工作展望48-50
• 碩士期間主要研究成果50-51
• 致謝51

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1 盧光山,胡巍,傅喜泉,鄧冬梅,郭弘;環(huán)形光束的聚焦性質(zhì)研究[J];光子學(xué)報;2003年02期

2 梅掌榮;趙道木;顧菊觀;;矢量可控空心光束的非傍軸傳輸[J];光學(xué)學(xué)報;2009年06期

3 鄧錫銘,方洪烈,林衛(wèi)平;計算光束衍射傳輸?shù)囊环N新方法[J];光學(xué)學(xué)報;1981年01期

4 鄧錫銘,林偉平,方洪烈;傍軸光束傳輸?shù)膭恿W(xué)分析[J];光學(xué)學(xué)報;1981年05期

5 程祖海,岳超瑜,李再光;氣動激光窗口的光束傳輸特性[J];中國激光;1987年03期

6 過巳吉,石順祥,關(guān)義春,安毓英;光致折射晶體中高速調(diào)制光束傳輸和放大的理論研究[J];光學(xué)學(xué)報;1990年04期

7 郭弘,鄧錫銘;穩(wěn)態(tài)光束傳輸?shù)膭恿W(xué)分析[J];物理學(xué)報;1995年04期

8 曹清,鄧錫銘;非傍軸光束的光束質(zhì)量因子．I特性分析[J];光學(xué)學(xué)報;1996年10期

9 黎昌金;呂百達(dá);;非傍軸矢量異�？招墓馐膫鬏斕匦訹J];強(qiáng)激光與粒子束;2008年12期

10 凌農(nóng);;非傍軸光束傳輸?shù)难芯糠椒╗J];宜賓學(xué)院學(xué)報;2008年12期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 葉一東;李建民;顏宏;王鋒;雒仲祥;;光束衍射傳輸?shù)臄?shù)值仿真方法[A];第十七屆全國激光學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

2 李陽月;蒲繼雄;;渦旋光束通過角向分布狹縫的干涉特性[A];中國光學(xué)學(xué)會2010年光學(xué)大會論文集[C];2010年

3 馮博;甘雪濤;趙建林;;階梯相位型渦旋光束傳輸特性研究[A];2010年西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會議摘要集[C];2010年

4 錢勇;張宇;魏榮;王育竹;;單角錐準(zhǔn)直空心光勢阱的理論與實驗研究[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)大會論文集[C];2004年

5 陸璇輝;陳和;趙承良;;渦旋光束和光學(xué)渦旋的研究[A];2007年先進(jìn)激光技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研討會論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 曲雙平;神奇的光束傳輸技術(shù)[N];電腦報;2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 盧芳;陣列光束在湍流大氣中的傳輸及目標(biāo)散射回波特性[D];西安電子科技大學(xué);2016年

2 高麒麟;多模光纖中基于受激布里淵散射的光束凈化效應(yīng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

3 馮世鵬;激光在振動環(huán)境中的傳輸及指向控制研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

4 徐騰;激光慣性約束核聚變中直接驅(qū)動方式光束排布優(yōu)化研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

5 董淵;雙半高斯空心光束的形成、傳輸及控制技術(shù)研究[D];長春理工大學(xué);2010年

6 董一鳴;部分相干柱偏振矢量光束的表征、傳輸及應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];蘇州大學(xué);2014年

7 段_";有限光束在平面微結(jié)構(gòu)中的共振傳輸[D];中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2008年

8 姚e

本文編號：253098