近些年來,無衍射艾里光束、渦旋光束和矢量光束等新型光束的提出以及實(shí)現(xiàn),為廣大學(xué)者研究如何減少光在大氣湍流中的傳輸效應(yīng)提供了新的方向。艾里光束具有無衍射性、自橫向加速性以及自修復(fù)性,在大氣湍流中傳輸具有較強(qiáng)的抗干擾能力;渦旋光束在大氣湍流中的抗干擾能力也強(qiáng)于普通光束,以其攜帶的軌道角動(dòng)量作為載體可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的編碼和傳輸,穩(wěn)定性較高;矢量光束自身具有的偏振編碼方式在傳輸過程中不易受大氣湍流的影響。圓艾里高斯渦旋光束（Ring Airy Gaussian Vortex Beams,RAiGV）同時(shí)具有艾里光束和渦旋光束的特性,而由RAiGV光束合成的矢量光束（簡稱矢量光束）又同時(shí)兼具矢量光束的特性。本文利用功率譜反演法結(jié)合非均勻采樣法進(jìn)行低頻補(bǔ)償,構(gòu)造與湍流尺度相關(guān)的各向異性非Kolmogorov大氣湍流指數(shù)譜模型的隨機(jī)相位屏,并采用多層相位屏法數(shù)值模擬研究大氣湍流中的光傳輸效應(yīng),進(jìn)而利用空間光調(diào)制器進(jìn)行光學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)。數(shù)值模擬和光學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果同時(shí)證明RAiGV光束的漂移值受大氣湍流外尺度、各向異性系數(shù)、功率譜冪律以及光束的拓?fù)浜芍�、指�?shù)截?cái)嘁蜃�、艾里環(huán)主半徑等參數(shù)的影響。湍流外尺度越大,各向... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究成果
        1.2.1 新型光束的建立和研究進(jìn)展
        1.2.2 新型光束在大氣湍流中傳輸?shù)淖钚卵芯窟M(jìn)展
    1.3 研究內(nèi)容和方法
2 圓艾里高斯渦旋光束在大氣湍流中傳輸?shù)幕纠碚?br>    2.1 大氣湍流基本理論
        2.1.1 大氣湍流的概念
        2.1.2 大氣湍流折射率功率譜模型
        2.1.3 大氣湍流功率譜模型的發(fā)展
        2.1.4 與尺度相關(guān)的各向異性湍流模型
    2.2 大氣湍流對(duì)光束傳輸?shù)挠绊?br>        2.2.1 光束漂移
        2.2.2 大氣湍流對(duì)渦旋光束拓?fù)浜芍档挠绊?br>    2.3 圓艾里高斯渦旋光束
        2.3.1 艾里光束
        2.3.2 渦旋光束
        2.3.3 圓艾里高斯渦旋光束
    2.4 矢量光束
        2.4.1 左旋和右旋偏振圓艾里高斯渦旋光束合成矢量光束
    2.5 本章小結(jié)
3 數(shù)值模擬研究與分析
    3.1 非均勻采樣功率譜反演法構(gòu)造湍流隨機(jī)相位屏
        3.1.1 功率譜反演法
        3.1.2 非均勻采樣法
    3.2 多層相位屏法數(shù)值模擬
        3.2.1 多層相位屏法
    3.3 兩種湍流隨機(jī)相位屏模型
    3.4 數(shù)值模擬研究圓艾里高斯渦旋光束在大氣湍流中的傳輸特性
        3.4.1 圓艾里高斯渦旋光束的光強(qiáng)分布
        3.4.2 圓艾里高斯渦旋光束的漂移特性
        3.4.3 圓艾里高斯渦旋光束拓?fù)浜芍档淖兓闆r
    3.5 數(shù)值模擬研究矢量光束在大氣湍流中的傳輸特性
        3.5.1 圓艾里高斯渦旋光束合成的矢量光束的光強(qiáng)分布
        3.5.2 圓艾里高斯渦旋光束合成的矢量光束的相位分布
        3.5.3 兩種光束漂移特性對(duì)比
    3.6 本章小結(jié)
4 實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究與分析
    4.1 空間光調(diào)制器
        4.1.1 液晶空間光調(diào)制器的原理
        4.1.2 液晶空間光調(diào)制器的應(yīng)用
    4.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究圓艾里高斯渦旋光束在大氣湍流中的傳輸特性
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)用相位信息圖的轉(zhuǎn)化
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究圓艾里高斯渦旋光束在大氣湍流中的漂移特性
        4.2.4 干涉法測量圓艾里高斯渦旋光束通過大氣湍流前后的拓?fù)浜芍?br>        4.2.5 誤差分析
    4.3 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]矢量光束空間偏振編碼的研究[J]. 辛璟燾,孟曉辰,閆光,婁小平,祝連慶.  光學(xué)技術(shù). 2017(03)
[2]非Kolmogorov大氣湍流隨機(jī)相位屏模擬[J]. 李玉杰,朱文越,饒瑞中.  紅外與激光工程. 2016(12)
[3]渦旋光束軌道角動(dòng)量干涉及檢測的研究[J]. 柯熙政,胥俊宇.  中國激光. 2016(09)
[4]基于螺旋相位板的渦旋光束的產(chǎn)生與干涉[J]. 郭苗軍,曾軍,李晉紅.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016(09)
[5]渦旋光束拓?fù)浜芍档母缮鏈y量方法[J]. 周洋,李新忠,王靜鴿,王輝,李賀賀.  河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(03)
[6]艾里渦旋光束在大氣湍流中的漂移特性研究[J]. 程振,楚興春,趙尚弘,鄧博于,張曦文.  中國激光. 2015(12)
[7]實(shí)驗(yàn)?zāi)M環(huán)形艾里光束在大氣擾動(dòng)中的光束漂移[J]. 王曉章,唐峰,原勐捷,李睿,段德軍,張輝,陳瑞寧.  中國激光. 2015(08)
[8]功率譜反演大氣湍流隨機(jī)相位屏采樣方法的研究[J]. 蔡冬梅,王昆,賈鵬,王東,劉建霞.  物理學(xué)報(bào). 2014(10)
[9]液晶空間光調(diào)制器模擬艾里光束在湍流中的漂移[J]. 王曉章,李琦,鐘文,王騏.  中國激光. 2013(12)
[10]厄米-高斯光束合成任意階矢量光束[J]. 辛璟燾,高春清,李辰.  中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2012(10)

博士論文
[1]基于相位空間光調(diào)制器的艾里光束產(chǎn)生和傳輸控制研究[D]. 王曉章.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]渦旋光束在湍流大氣中的傳輸特性研究[D]. 陶崢.南京理工大學(xué) 2016
[2]基于渦旋光束的自由空間光通信系統(tǒng)傳輸性能研究[D]. 徐燦.北京郵電大學(xué) 2015
[3]液晶空間光調(diào)制器在渦旋光束和矢量光束合成中的應(yīng)用研究[D]. 宗正月.內(nèi)蒙古大學(xué) 2013
[4]基于空間光調(diào)制器的大氣湍流模擬與校正技術(shù)[D]. 王奇濤.長春理工大學(xué) 2013
[5]光束在湍流大氣中的傳輸[D]. 李成良.華僑大學(xué) 2011
[6]大氣湍流中的激光傳輸數(shù)值模擬及其影響分析[D]. 徐光勇.電子科技大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3163475