激光在大氣中傳輸時由于受大氣湍流的影響,從而引起激光束的空間擴展、角擴展、光束漂移等一系列傳輸效應,進而嚴重制約了激光在激光雷達、激光遙感、激光通信和激光測距等方面的應用。近年來,各國科研人員對部分相干光在湍流大氣中的傳輸進行了深入的研究。反常空心高斯光束是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型光束,其中心光強不為零。這種光束為研究橫向不穩(wěn)定性,尤其是尾流場和晶格非線性的相互作用提供了一種獨特的模型。另外,反�？招母咚构馐�可以作為在儲存環(huán)中研究線性和非線性粒子動力學的有力工具。因此,對部分相干反常空心高斯光束在湍流大氣中傳輸特性的研究具有非常重要的科學意義。本文將從以下幾個方面展開研究:1.根據(jù)廣義擴展惠更斯-菲涅爾原理以及維格納分布函數(shù)的二階矩定義,基于湍流大氣的Tatarskii譜,得到了部分相干反常橢圓空心光束（PCAEHGB）在湍流大氣中的均方根角擴展和M²因子的解析表達式。數(shù)值分析了湍流內(nèi)尺度、天頂角、束腰寬度、相干長度以及波長對均方根角擴展和M²因子的影響。對比分析了PCAEHGB在湍流大氣中斜程傳輸和水平傳輸時的不同特性。結(jié)果表明,PCAEHG... 

【文章來源】：西華大學四川省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

高斯光束[78]

0R z z （2.11）可知，高斯光束的遠場發(fā)散角包含了在傳輸距離 z 處的幾何張角與衍射發(fā)散兩部分獻。（2.10）式表示高斯光束在自由空間中傳輸時的遠場發(fā)散角。部分相干反常空心高斯光束在初始平面上的電場分布為[13]: 2 2 2 222 2 2 20 0 0 02 2, ,0 exp ,x y x yx y x yE x y H （2.12）其中 0x和 0y分別為象散高斯光束在 x′和 y′ 方向上的束腰半徑。H2(·) 是二階mite 多項式。一般情況下， 0x≠ 0y，公式（2.12）表示反常橢圓空心光束；當 0x= 0表示反常圓空心光束。本文主要討論部分相干反常橢圓空心高斯光束在湍流大氣中輸特性。根據(jù) Hermite 多項式的展開式： 22H x 2 4 x,（2.13）(2.12)還可以表示為象散高斯模式和象散環(huán)狀模式的疊加，其表達式如下： 2 2 2 22 2 2 20 0 0 08 8, ,0 2 exp ,x y x yx y x yE x y （2.14）(a) (b)

1 21 1 2 2 1 2, , , , , ,W W I I r r r r r r 0≤|μ(r1,r2, τ)|≤1。色場，V r , V r exp i t 對應的交叉譜密度函數(shù)為 1 2 1 2 1 2 W , V , V , V V r r r r r r 譜密度函數(shù) W(r1,r2)與互強度 J(r1,r2)在描述光場空間相干性時是等在空間—頻率域和空間—時間域中描述的光場的相干性物理量，其當準單色場近似成立時，才使用互強度，但對交叉譜密度函數(shù)沒有擴展惠更斯-菲涅爾原理和維格納分布函數(shù)s-Fresnel 原理是標量衍射理論的基本原理[78]。表述為：波前上每一源，從這些點發(fā)出次波來，而空間中某一點的光波場就是這些次波果。但是對于大量光衍射現(xiàn)象的處理，需要比較精確的數(shù)學表述，即 衍射積分方程。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]部分相干光束通過非Kolmogorov大氣湍流光束質(zhì)量的研究[D]. 王偉偉.太原科技大學 2015
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本文編號：3333425