相干結(jié)構(gòu)（關(guān)聯(lián)）是光場調(diào)控的一個重要自由度,通過光束相干結(jié)構(gòu)調(diào)控,光束可具備一些奇特的傳輸特性,例如:自聚焦、自偏移、自整形、自分裂、自愈合等。由于相干結(jié)構(gòu)調(diào)控可以引發(fā)這些奇特的傳輸特性,因此相干結(jié)構(gòu)調(diào)控在大氣激光通信、微粒操控、粒子俘獲、光學(xué)成像、材料處理等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。本論文主要研究相干結(jié)構(gòu)調(diào)控在大氣激光通信中的應(yīng)用。基于廣義惠更斯-菲涅爾原理,研究激光束在自由空間和湍流大氣中的傳輸特性,并且通過光場相干結(jié)構(gòu)調(diào)控方法,實現(xiàn)降低大氣湍流對激光束引起的負(fù)面效應(yīng),如:光束質(zhì)量下降、光束漂移、光強閃爍等。首先,介紹標(biāo)（矢）量部分相干光束的表征方式;介紹激光束在自由空間和湍流大氣中的傳輸基本理論和各種大氣湍流譜模型;介紹大氣湍流引起的光束質(zhì)量下降、光束漂移、光強閃爍等負(fù)面效應(yīng)。其次,對本論文主要研究對象（特殊空間結(jié)構(gòu)部分相干光束）的模型進行介紹,主要分為兩類:一類是均勻關(guān)聯(lián)部分相干光束,包括厄米-高斯關(guān)聯(lián)謝爾模光束、光學(xué)相干陣列光束和光學(xué)相干陣列渦旋光束;另一類是非均勻關(guān)聯(lián)光束,包括厄米非均勻關(guān)聯(lián)光束、矩形對稱厄米非均勻關(guān)聯(lián)光束、徑向偏振厄米非均勻關(guān)聯(lián)光束和非均勻拉蓋爾-高斯關(guān)聯(lián)光... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：167 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１點光源照射衍射小孔示意圖??

究光波經(jīng)過湍流介質(zhì)的統(tǒng)計特性。??早期一般基于Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ揣流統(tǒng)計理論研究光波在揣流介質(zhì)中的傳輸，通過??Ｒｙｔｏｖ方法從亥姆霍茲方程出發(fā)，得到了一些非�；A(chǔ)性的結(jié)果［１７，１８］，但是這種方??法的數(shù)學(xué)要求較高，對于復(fù)雜高階光束以及部分相干光束，很難從數(shù)學(xué)上嚴(yán)格的求解。??目前，處理光波在揣流大氣中的統(tǒng)計特性的方法普遍用到廣義惠更斯－菲涅爾積分方??法［１９］。通過這種方法可以較為簡便的處理各類不同光波模式的大氣傳輸問題［２０，?２１］。??ｊ—??ｚ＝０?ｚ＝Ｌ??圖２．２光波從入射面經(jīng)過湍流大氣到達出射面的示意圖??圖２．２是光波在湍流大氣中從入射面到出射面的示意圖。根據(jù)廣義惠更斯－菲涅??爾原理，得到：??ＪＪ（ｐ，：）?＝?－＾７｝ｕ〇（＾．〇）ｅｘｐ?ｒ）＿?ｅｘｐ［＾（ｒ，／７，ｚ）］ｃ／：ｆ，?（２．３４）??式卩＾沖＾如肩和＾／＾＾汾別表不入射光場和出射光場：彳也／＾讀示由揣流大氣??引起的Ｒｙｔｏｖ復(fù)相位擾動；ｚ表示傳輸距離。??在實際應(yīng)用中，人們更關(guān)注的是光波經(jīng)過湍流大氣之后的平均光強等物理性質(zhì)，??因此對等式（２．３４）取復(fù)共軛，然后乘以式（２．３４），取系綜平均后得到：??ｌＶ（＾ｐ．，ｚ）?＝?［ｕ｛＾．ｚ）Ｕ，｛ｐ１，ｚ））?＝－＾－Ｉ－Ｉ＾Ｗ０（ｒｒｒ２，〇）ｅｘｐ?’人－－（乂」）??，?ｎ?“?Ｌ?２?」?（２?３５）??ｘｅｘｐ?—￣—?＾ｅｘｐ［（／／（／；，／＾，ｒ）?＋?（／／（／－：，＞ａ，２）］＾?ｃ／＾ｃ／Ｖ－，，??２７??

?／／２Ｗ（ｘ）為２ｍ階厄米多項式，當(dāng)ｗ＝０時厄米非均勻關(guān)聯(lián)光束將退化到傳統(tǒng)非均勻關(guān)聯(lián)??光束［２３］。??ｍｍｍｍ??－８?－４?０?４?８?－８?－４?０?４?８?－８?－４?０?４?８?－８?－４?０?４?８??ｒｆｃｍ）?ｒ／ｃｎｔ）?ｒ／ｃｍ）?ｒｆｃｍ）??：８??ｕ??－ｇ?－８?－ｒ?－８?■??－８?－４?０?４?８?－８?－４?０?４?８?－８?－４?０?４?８?－８?－４?０?４?８??ｘ／ｃｍ）?ｘ／ｃｍ）?ｘ／ｃｍ）?ｘ／ｃｍ）??圖３．１厄米非均句關(guān)聯(lián)光束在光源處（ａ）ｎ－ｒｚ面和（ｂ）．ｖｉ－ｊ；ｉ面的歸一化相干結(jié)構(gòu)分布圖??圖３．１是厄米非均勻關(guān)聯(lián)光束在光源處（ａ）ｎ－ｒ２、（ｂ）ｘｉ－＞；ｉ橫截面上歸一化相千結(jié)構(gòu)??４２??

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3568811