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】：當一束光波照射光學性質(zhì)不均勻的介質(zhì)時,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)光學性質(zhì)的不均勻性導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)相互作用整個過程的多樣性,對光波散射現(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,在上個世紀六十年代,隨著世界上第一臺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)療診斷等實際應(yīng)用的需求,關(guān)于各種激光光束通過各類光學系統(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)對散射遠場光譜密度、光譜相干度、光譜偏振度、光譜強度漲落的關(guān)聯(lián)以及光譜移動的影響。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),包含三個部分：標量光波弱散射理論；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,對非勻幅光束的研究是以厄米高斯光束為例,而對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)散射后遠場的電場形式,再通過對這些電場進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)上即可對散射遠場光譜密度、光譜相干度等統(tǒng)計光學特性的分布情況進行分析。第三章討論的是隨機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)散射后遠場光譜密度、光譜相干度及光譜偏振度的分布情況；以隨機電磁高斯謝爾模型光束為例,研究了該光束經(jīng)過隨機性介質(zhì)散射后遠場強度漲落關(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,并將利用散射遠場的交叉譜密度矩陣來研究散射遠場的統(tǒng)計光學特性,包括光譜密度、光譜相干度、光譜偏振度以及光譜強度漲落的關(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場光譜移動的影響。第五章對本論文做了一個總結(jié),給出本論文的主要結(jié)論以及創(chuàng)新點,并提出對未來工作的展望。
【關(guān)鍵詞】：光波散射 一階Born近似 遠場近似 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 隨機電磁方形高斯謝爾模型光束 隨機電磁高斯謝爾模型光束 確定性介質(zhì) 隨機性介質(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 光譜強度漲落的關(guān)聯(lián) 光譜移動
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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58-62
• 第三章 隨機電磁光束的弱散射特性62-92
• 3.1 隨機電磁方形高斯謝爾模型光束的弱散射特性63-76
• 3.2 隨機電磁高斯謝爾模型光束弱散射的強度漲落關(guān)聯(lián)特性76-88
• 3.3 本章小結(jié)88-89
• 參考文獻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101-103
• 第五章 總結(jié)103-106
• 5.1 主要結(jié)論及創(chuàng)新點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】

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  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。

本文編號：397548