本文關(guān)鍵詞：非勻幅及部分相干部分偏振光束的弱散射特性，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當(dāng)一束光波照射光學(xué)性質(zhì)不均勻的介質(zhì)時(shí),其中一些光將偏離原來的方向而向四周散開,這種由于介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的不均勻性導(dǎo)致光波偏離原來的方向而向四面八方散開的現(xiàn)象稱為光波散射�？紤]光波與介質(zhì)相互作用整個(gè)過程的多樣性,對(duì)光波散射現(xiàn)象的研究也可以涉及很多方面,例如：散射介質(zhì)可以是確定性的或者隨機(jī)性的、各向同性的或者各向異性的、連續(xù)介質(zhì)或者粒子系統(tǒng),入射光波可以是單色的或者多色的、標(biāo)量的或者矢量的。然而直到最近,關(guān)于光波散射特性的研究還大量集中在平面波入射的情況。另一方面,在上個(gè)世紀(jì)六十年代,隨著世界上第一臺(tái)紅寶石激光器的問世,使得產(chǎn)生高方向性、高單色性、高相干性及高亮度的激光光束成為可能。之后因光通信、遙感、檢測、醫(yī)療診斷等實(shí)際應(yīng)用的需求,關(guān)于各種激光光束通過各類光學(xué)系統(tǒng)及各類介質(zhì)的傳輸及散射特性的研究引起了國內(nèi)外學(xué)者極大的興趣。在此背景下,本論文將在一階Born近似條件下,研究非勻幅及部分相干部分偏振光束經(jīng)過確定性或隨機(jī)性介質(zhì)的散射特性,并側(cè)重討論光源參數(shù)(例如光源半徑、相干度、偏振度、光束輪廓數(shù)等)及介質(zhì)參數(shù)(例如介質(zhì)的有效半徑、關(guān)聯(lián)長度等)對(duì)散射遠(yuǎn)場光譜密度、光譜相干度、光譜偏振度、光譜強(qiáng)度漲落的關(guān)聯(lián)以及光譜移動(dòng)的影響。本論文章節(jié)具體安排如下：第一章是本論文的緒論部分,首先給出了本論文的研究背景和現(xiàn)狀,通過梳理國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于光波散射問題的研究現(xiàn)狀以及最新的發(fā)展趨勢,以進(jìn)一步指出本工作的研究目的和意義。然后介紹了本論文所涉及的研究方法和理論基礎(chǔ),包含三個(gè)部分：標(biāo)量光波弱散射理論；矢量光波弱散射理論；光場的角譜表述方法。第二章研究了非勻幅、部分相干光束的弱散射特性。在本章中,對(duì)非勻幅光束的研究是以厄米高斯光束為例,而對(duì)部分相干光束的研究則是以最新提出的多高斯謝爾模型光束為例。在對(duì)入射光源電場的描述上采用的是平面波角譜表述的方法,通過對(duì)其中每束平面波采用光波散射的積分公式得到其經(jīng)過非均勻介質(zhì)散射后遠(yuǎn)場的電場形式,再通過對(duì)這些電場進(jìn)行疊加以得到整束入射光源的散射總場,在求得散射總場的交叉譜密度函數(shù)的基礎(chǔ)上即可對(duì)散射遠(yuǎn)場光譜密度、光譜相干度等統(tǒng)計(jì)光學(xué)特性的分布情況進(jìn)行分析。第三章討論的是隨機(jī)電磁光束的弱散射特性,包括兩部分內(nèi)容：將最新提出的標(biāo)量方形高斯謝爾模型光束推廣到其矢量形式,并研究了隨機(jī)電磁方形高斯謝爾模型光束經(jīng)過非均勻介質(zhì)散射后遠(yuǎn)場光譜密度、光譜相干度及光譜偏振度的分布情況；以隨機(jī)電磁高斯謝爾模型光束為例,研究了該光束經(jīng)過隨機(jī)性介質(zhì)散射后遠(yuǎn)場強(qiáng)度漲落關(guān)聯(lián)的分布情況。在本章中,因考慮了光束的偏振特性而將采用矢量的處理手段,并將利用散射遠(yuǎn)場的交叉譜密度矩陣來研究散射遠(yuǎn)場的統(tǒng)計(jì)光學(xué)特性,包括光譜密度、光譜相干度、光譜偏振度以及光譜強(qiáng)度漲落的關(guān)聯(lián)。第四章研究的是部分相干光束弱散射過程中的光譜變化,并具體以方形高斯謝爾模型光束照射確定性介質(zhì)為例,具體討論光源半徑、相干長度及光束輪廓數(shù)等光源參數(shù),介質(zhì)的有效半徑及散射方向?qū)ι⑸溥h(yuǎn)場光譜移動(dòng)的影響。第五章對(duì)本論文做了一個(gè)總結(jié),給出本論文的主要結(jié)論以及創(chuàng)新點(diǎn),并提出對(duì)未來工作的展望。
【關(guān)鍵詞】：光波散射 一階Born近似 遠(yuǎn)場近似 平面波角譜表述 近軸近似 厄米高斯光束 多高斯謝爾模型光束 方形高斯謝爾模型光束 隨機(jī)電磁方形高斯謝爾模型光束 隨機(jī)電磁高斯謝爾模型光束 確定性介質(zhì) 隨機(jī)性介質(zhì) 交叉譜密度函數(shù) 交叉譜密度矩陣 光譜密度 光譜相干度 光譜偏振度 光譜強(qiáng)度漲落的關(guān)聯(lián) 光譜移動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O436
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 緒論12-31
• 1.1 引言12-16
• 1.2 研究方法和理論基礎(chǔ)16-26
• 1.2.1 標(biāo)量光波弱散射理論16-21
• 1.2.2 矢量光波弱散射理論21-24
• 1.2.3 光場的角譜表述方法24-26
• 參考文獻(xiàn)26-31
• 第二章 非勻幅、部分相干光束的弱散射特性31-62
• 2.1 厄米高斯光束的弱散射特性32-45
• 2.2 多高斯謝爾模型光束的弱散射特性45-57
• 2.3 本章小結(jié)57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 第三章 隨機(jī)電磁光束的弱散射特性62-92
• 3.1 隨機(jī)電磁方形高斯謝爾模型光束的弱散射特性63-76
• 3.2 隨機(jī)電磁高斯謝爾模型光束弱散射的強(qiáng)度漲落關(guān)聯(lián)特性76-88
• 3.3 本章小結(jié)88-89
• 參考文獻(xiàn)89-92
• 第四章 部分相干光束弱散射過程中的光譜變化92-103
• 4.1 方形高斯謝爾模型光束弱散射過程中的光譜變化92-100
• 4.2 本章小結(jié)100-101
• 參考文獻(xiàn)101-103
• 第五章 總結(jié)103-106
• 5.1 主要結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)103-105
• 5.2 未來工作展望105-106
• 攻博期間主要研究成果106-107
• 致謝107

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：397548