部分相干电磁光束的光谱交叉偏振度

基于光谱交叉偏振度新理论,研究了部分相干光束在传输过程中光谱交叉偏振度的变化情况.采用相干偏振统一理论和广义惠更斯-菲涅耳原理,推导部分相干电磁高斯-谢尔模型光束在自由空间传输时任意空间两点的交叉谱密度矩阵的解析式.研究表明,光谱交叉偏振度的值不再仅仅局限在0～1之间,而是可为任意的非负值.传输场中的光谱交叉偏振度与光源相关参量,初始偏振度和传输距离紧密相关.当光束经过足够长的传输距离后,轴上光谱交叉偏振度不再发生变化,而是趋向一个稳定值.保持光谱交叉偏振度不变的条件与一般偏振度相同.

部分相干电磁光束在湍流大气中传输的交叉偏振度

推导部分相干电磁高斯-谢尔模型光束在湍流大气中的交叉谱密度矩阵.根据交叉偏振度的理论,研究部分相干电磁光束在湍流大气中的交叉偏振度的变化情况.研究表明,部分相干电磁光束的交叉偏振度由大气折射率结构常数、光源相关长度、光束初始偏振度和观察点位置决定.交叉偏振度不同于一般偏振度,它的值不再仅仅局限在0～1,而是可以取任何非负值.同时也发现,与一般偏振度的分布趋势截然不同,交叉偏振度在湍流大气中会呈先扩散,后压缩的分布趋势.同时,当相关长度取值相等时,部分相干电磁光束在湍流大气中传输的交叉偏振度不再发生变化.

准均匀光束交叉偏振度传输特征分析

基于相干偏振统一理论和广义惠更斯-菲涅耳原理,研究了准均匀(QH)光束交叉偏振度(SDCP)在广义大气湍流中传输变化规律,得到光场内不同空间点之间SDCP随距离演化特征。结果显示各点偏振度(DOP)在传输中变化一致的准均匀光源,在受湍流干扰后,不同距离点对之间SDCP变化随间隔大小呈现增大和减小两个趋势,使得在某一距离处,各点对之间交叉偏振度趋于统一值,而当传输距离继续增大时,不同空间点之间交叉偏振度又显示出明显区别。光场相干度以及光强相关性也有明显不同的变化特征。所得结果揭示了光场高阶统计特性变化之间的密切联系。SDCP反映的光强波动相关的物理内涵为自由或大气空间中关联成像或偏振光通信等应用提供了理论基础。

光的相干和偏振的相关研究进展

相干和偏振是统计光学体系中紧密联系的两个方面,对激光的传输性质有重要的影响。介绍了相干偏振的基本理论,尤其是以交叉谱密度矩阵为基础的相干和偏振的统一理论。分析介绍了当前该领域的研究热点:偏振特性的传输变化、部分相干光散射理论、谱交叉偏振度(SDCP)和三维随机电磁光束。对相干偏振理论的相关问题进行了总结和展望。