湍流大气中SHG光束和EHG光束的M^2因子的比较

基于广义的惠更斯-菲涅尔原理和Wigner分布函数(WDF)二阶矩的定义,对常规厄米-高斯(SHG)光束和复宗量厄米-高斯(EHG)光束通过湍流大气的M2因子和相对M2因子进行了对比分析.结果表明,大气湍流中在相同条件下的SHG和EHG光束的M2因子存在明显的差异,仅有阶数m=0、m=1时SHG和EHG光束的M2因子的相等,当m≥2时,EHG光束的M2因子比SHG光束显著小,但SHG光束的相对M2因子比EHG光束的显著小,说明SHG光束比EHG光束受湍流大气影响更小.

复宗量厄米-高斯光束在大气湍流中的传输特性

采用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分方法和Wigner分布函数的二阶矩定义,推导出在直角坐标系下激光光束经大气湍流传输的远场发散角、束宽以及M2因子的解析表达式,并以复宗量厄米-高斯(EHG)光束为例,定量分析了EHG光束在大气湍流中的传输特性。研究表明,光束在大气湍流中传输后的M2因子与入射面上的M2因子、入射面的二阶矩、传输距离、波数以及湍流的影响因子有关;随着在大气湍流中传输距离的增加,EHG光束的远场发散角、束宽和M2因子均会逐渐增大;大气湍流对高阶EHG光束的远场发散角、束宽和M2因子的影响更小;EHG光束在大气湍流中的M2因子与传输距离、湍流的折射率结构参数、光束波长、光束阶数以及基模高斯光束的束腰宽度密切相关。

复宗量厄米_高斯光束的相干模表示

基于激光的相干模分解理论,讨论了复宗量厄米_高斯(EHG)光束的模相关和相干模表示,推导出EHG光束的模相关系数的解析表达式,并给出了一种只包含有限个模式的相干模表示.在此基础上,根据EHG光束的模结构,分析了EHG光束和常规厄米_高斯(SHG)光束M^2因子的差异.