本文關鍵詞：部分相干光束的傳輸及散射特性研究

  更多相關文章： 部分相干光束 渦旋位相 傳輸 光譜移動 相干奇點 散射

【摘要】：部分相干光束相關研究已經(jīng)成為現(xiàn)代光學的一個重要分支。由于其豐富的物理性質(zhì)和效應以及極具潛力的應用前景,部分相干光束正不斷展現(xiàn)其生命力和重要性。部分相干光束在遠場的光強分布與其在源平面的相干函數(shù)結構有著密切的關系,因此其在光束整型方面有非常重要的應用前景,相干函數(shù)為非高斯分布的部分相干光束即特殊關聯(lián)部分相干光束最近得到人們的極大關注。由于部分相干光束在激光通信、成像以及目標跟蹤等領域中的重要應用價值,部分相干光束在隨機介質(zhì)中的傳輸問題一直是人們研究的熱點。奇點光學的研究最近已經(jīng)從完全相干光束的位相奇點拓展到部分相干光束的相干奇點,部分相干光束傳輸中的相干奇點研究是一個值得關注的課題。由相干性引起的部分相干光束傳輸中的光譜變化現(xiàn)象,稱為相干誘導光譜變化,在自由空間光通信中有重要的研究價值。對部分相干光束散射統(tǒng)計特性的研究則始終是備受關注的一個基礎性學術研究課題。我們提出了新型的部分相干光束理論模型。具體提出了多高斯謝爾模型渦旋光束的理論模型,并推導了其經(jīng)傍軸ABCD光學系統(tǒng)傳輸后交叉譜密度函數(shù)的表達式。結果表明,渦旋位相對多高斯謝爾模型渦旋光束聚焦光場的光強分布有顯著的影響,通過改變拓撲荷數(shù)、橫向相干寬度以及光束指數(shù),我們可以調(diào)節(jié)聚焦光場的光強分布。提出一種新的隨機源,即橢圓多高斯謝爾模型源,其產(chǎn)生的橢圓多高斯謝爾模型光束在遠場處為橢圓平頂分布。推導了橢圓多高斯謝爾模型光束的傳輸因子和傍軸傳輸公式的解析形式。數(shù)值模擬結果表明,遠場處光場橢圓平頂分布的橢圓率及平坦程度分別決定于光束的空間相干寬度和光束指數(shù)。研究了攜帶渦旋位相的部分相干標準及復宗量拉蓋爾-高斯光束的傳輸特性。具體研究了部分相干標準及復宗量拉蓋爾-高斯光束在自由空間的非傍軸傳輸特性。推導了非傍軸部分相干標準及復宗量拉蓋爾-高斯光束經(jīng)自由空間傳輸光譜強度的解析表達式。通過數(shù)值模擬對比研究了傍軸和非傍軸部分相干標準及復宗量拉蓋爾-高斯光束的平均強度和光譜移動,探討了傍軸和非傍軸傳輸特性的區(qū)別,分析了部分相干標準拉蓋爾-高斯光束和部分相干復宗量拉蓋爾-高斯光束傳輸特性的區(qū)別。研究了部分相干標準及復宗量拉蓋爾-高斯光束在湍流大氣中的光譜移動。具體分析了光束參數(shù)和湍流大氣折射率結構常數(shù)對光譜移動的影響。與部分相干標準拉蓋爾-高斯光束相比,部分相干復宗量拉蓋爾-高斯光束受湍流大氣的影響更小,探討了影響這一區(qū)別的因素。研究了徑向偏振部分相干光束相干奇點的演化特性。推導了描述徑向偏振部分相干光束在自由空間傳輸相干奇點空間分布規(guī)律的解析表達式,分析并得到了相干奇點存在的條件。通過數(shù)值模擬探討了光束參數(shù)和參考點的選取對相干奇點演化規(guī)律的影響。研究了矢量部分相干平面波脈沖經(jīng)確定球形介質(zhì)的散射,并推導了遠場處散射場偏振度的解析表達式。對穩(wěn)態(tài)矢量部分相干光束散射場的偏振度和矢量部分相干平面波脈沖散射場的偏振度分別作了數(shù)值分析和對比。結果表明,與穩(wěn)態(tài)矢量部分相干光束散射場的偏振度不同,矢量部分相干平面波脈沖散射場的偏振度與球形介質(zhì)尺寸有密切的關系,該現(xiàn)象可用來研究散射的逆問題。
【關鍵詞】：部分相干光束 渦旋位相 傳輸 光譜移動 相干奇點 散射
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O436
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 部分相干光束11-14
• 1.2 相干誘導光譜變化14-15
• 1.3 部分相干光束的散射15-16
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點16-19
• 參考文獻19-27
• 第二章 理論基礎27-36
• 2.1 部分相干光束的描述27-31
• 2.1.1 標量部分相干光束27-28
• 2.1.2 矢量部分相干光束28-29
• 2.1.3 部分相干光束的理論模型29-30
• 2.1.4 部分相干光束的相干奇點30-31
• 2.2 部分相干光束的傳輸31-33
• 2.2.1 部分相干光束經(jīng)傍軸ABCD光學系統(tǒng)的傳輸31
• 2.2.2 部分相干光束經(jīng)隨機介質(zhì)的傳輸31-33
• 2.2.3 部分相干光束的非傍軸傳輸33
• 2.3 部分相干光束的散射33-35
• 參考文獻35-36
• 第三章 新型的特殊關聯(lián)部分相干光束模型36-61
• 3.1 多高斯謝爾模型渦旋光束36-44
• 3.1.1 多高斯謝爾模型渦旋光束及其傍軸傳輸公式37-41
• 3.1.2 多高斯謝爾模型渦旋光束的聚焦性質(zhì)41-44
• 3.2 產(chǎn)生橢圓平頂遠場分布的隨機源44-54
• 3.2.1 橢圓多高斯謝爾模型源理論模型44-47
• 3.2.2 橢圓多高斯謝爾模型光束的傳輸因子47-49
• 3.2.3 橢圓多高斯謝爾模型光束經(jīng)無像散ABCD光學系統(tǒng)的傍軸傳輸49-54
• 3.3 本章小結54-56
• 參考文獻56-61
• 第四章 部分相干標準及復宗量拉蓋爾-高斯光束的傳輸特性61-92
• 4.1 非傍軸部分相干標準及復宗量拉蓋爾-高斯光束的平均強度和光譜移動62-74
• 4.1.1 部分相干標準及復宗量拉蓋爾-高斯光束的非傍軸傳輸公式62-66
• 4.1.2 非傍軸部分相干標準及復宗量拉蓋爾-高斯光束的平均強度66-70
• 4.1.3 非傍軸部分相干標準及復宗量拉蓋爾-高斯光束的光譜移動70-74
• 4.2 部分相干標準及復宗量拉蓋爾-高斯光束在湍流大氣中的光譜移動74-85
• 4.2.1 部分相干標準及復宗量拉蓋爾-高斯光束在湍流大氣中的傳輸公式75-78
• 4.2.2 部分相干標準及復宗量拉蓋爾-高斯光束經(jīng)湍流大氣傳輸后的光譜移動78-85
• 4.3 本章小結85-86
• 參考文獻86-92
• 第五章 徑向偏振部分相干光束傳輸中的相干奇點92-106
• 5.1 引言92-93
• 5.2 矢量部分相干光束相干奇點理論93-94
• 5.3 徑向偏振部分相干光束傳輸中的相干奇點94-101
• 5.4 本章小結101-102
• 參考文獻102-106
• 第六章 散射導致矢量部分相干平面波脈沖偏振度的變化106-125
• 6.1 引言106
• 6.2 理論模型106-111
• 6.3 矢量部分相干平面波脈沖經(jīng)確定球形介質(zhì)散射后的偏振度111-119
• 6.4 本章小結119-121
• 參考文獻121-125
• 第七章 總結和展望125-127
• 攻讀博士期間公開發(fā)表的論文127-128
• 主持的科研項目128-129
• 學術會議報告129-130
• 致謝130-131

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 萬雅彬;空氣膜的相干光束[J];黑龍江大學自然科學學報;1983年02期

2 潘營利;;相干光束分離過程中熵增加的量子解釋[J];渭南師范學院學報;2011年06期

3 任廣森;吳武明;寧禹;孫全;許曉軍;;徑向偏振相干光束陣列的深聚焦[J];中國激光;2014年01期

4 呂素葉;鄒其徽;;部分相干光束的傳輸光譜不變性[J];中國科技信息;2010年15期

5 劉永欣;蒲繼雄;;1維部分相干光束的Z掃描理論分析[J];強激光與粒子束;2007年12期

6 蒲繼雄;蒲鴻猷;;光闌對部分相干光束模式的影響[J];應用激光;1991年04期

7 林巍,程丙英,梅東濱,李宏強,李兆霖,張道中;三維光強有序分布的獲得:從結構導出相干光束的配置[J];光學學報;1997年12期

8 饒連周;陳子陽;蒲繼雄;;部分相干光束經(jīng)刀邊衍射產(chǎn)生的光譜變化[J];量子電子學報;2007年01期

9 馮濤,林強;擾動大氣中部分相干光束的光譜特性[J];光學學報;2005年03期

10 劉曉云;;一類部分相干光束的焦移特性研究[J];沈陽理工大學學報;2012年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馮濤;林強;;部分相干光束在擾動大氣中的傳輸[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學學會2004年學術大會論文集[C];2004年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張永濤;部分相干光束的傳輸及散射特性研究[D];蘇州大學;2015年

2 吳高鋒;部分相干光束的產(chǎn)生、傳輸及自修復特性研究[D];蘇州大學;2015年

3 王賀;徑向偏振部分相干光束的傳輸[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

4 朱時軍;標量和矢量部分相干光束的理論及實驗研究[D];蘇州大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 陳婷婷;部分相干光束通過復雜光學系統(tǒng)的傳輸[D];江蘇大學;2008年

2 劉顯龍;部分相干光束的傳輸及成像研究[D];蘇州大學;2013年

3 陳媛;部分相干光束聚焦特性的研究[D];華僑大學;2008年

4 鄺愛華;非傍軸部分相干光束傳輸[D];電子科技大學;2009年

，

本文編號：895284