研究了部分相干異常渦旋光束在湍流大氣中傳輸時的光強(qiáng)特性和有效光斑尺寸。利用廣義惠更斯-菲涅爾積分式推導(dǎo)了部分相干異常渦旋光束的互相干函數(shù)的表達(dá)式,并在此基礎(chǔ)之上得到部分相干異常渦旋光束的光強(qiáng)和有效光斑尺寸的表達(dá)式。通過數(shù)值模擬分析了部分相干異常渦旋光束的歸一化光強(qiáng)分布和有效光斑尺寸隨空間相干長度和折射率常數(shù)的變化情況。研究結(jié)果表明:部分相干異常渦旋光束比完全相干異常渦旋光束受大氣湍流的影響更小。而且隨著空間相干長度的減小和大氣折射率常數(shù)的增加,異常渦旋光束光強(qiáng)的中心點強(qiáng)度和有效光斑尺寸逐漸增加。

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【部分圖文】：

圖1AVB的歸一化強(qiáng)度分布隨空間相干長度σ的變化情況

基于光強(qiáng)表達(dá)式(5)和有效光斑尺寸表達(dá)式(7)進(jìn)行數(shù)值模擬,以得到部分相干AVB的光強(qiáng)分布,以及空間相干長度σ和大氣折射率常數(shù)Cn2對光強(qiáng)和有效光斑尺寸的影響,從而在實際應(yīng)用中能找到上述兩參數(shù)的相對合適的取值。參數(shù)取值為A=1,λ=632.8nm,m=n=1,w0=2mm,....

圖2AVB的歸一化強(qiáng)度分布隨Cn2的變化情況

圖2所示為當(dāng)σ分別為∞和2mm時,AVB的歸一化強(qiáng)度分布隨Cn2的變化情況。由圖2(a)和圖2(b)對比可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)AVB為完全相干光(σ=∞)時,Cn2取值不同,光強(qiáng)分布表現(xiàn)出較大的差異。而當(dāng)AVB為部分相干光(σ=2mm)時,光強(qiáng)分布在不同Cn2時幾乎一致。由此驗證了部分....

圖3部分相干AVB的有效光斑尺寸

圖3為部分相干AVB的有效光斑尺寸隨σ和Cn2的變化情況。由圖可知隨著傳輸距離的增加,光束逐漸展寬。而且σ越小和Cn2越大,有效光斑尺寸越大,這與圖1所示結(jié)果一致。4結(jié)論

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