圆形平顶高斯光束阵列在湍流大气传输中的M^2因子

应用Wigner分布函数的二阶矩定义和拓展Huygens-Fresnel原理研究了圆形平顶高斯光束阵列在湍流大气传输中的光束性质,得到其传输质量因子(M^2因子)的解析表达式,进行了相应的数值计算和模拟。结果表明:在湍流大气中传输时,圆形平顶高斯光束阵列的传输质量因子随传播距离、湍流大气结构常数的增大和束腰宽度的减小而增大;当光束阵列阶数一定,阵列个数不断增加时,其传输质量因子先保持不变,然后开始减小,最后不再减小而保持这个定值不变;当光束阵列的个数一定,阶数不断增加时,其传输质量因子减小,最后不再减小而保持不变。在自由空间中传输时,圆形平顶高斯光束阵列的传输质量因子保持不变。

激光光束传输因子M^2的一些问题

本文讨论与 M2 因子有关的一些问题 ,指出在近轴近似条件下由光束的二阶强度矩定义的 M2 因子满足 M2 ≥ 1 ,其中只有对基模高斯光束等式才成立 .由光束的功率通量值定义的 M2 因子 ( M2pc)有可能小于 1 ,M2pc的大小取决于所定义的光斑半径内包含的光功率的百分数 .通过计算光场的二阶矩 ,我们获得了轴向相干叠加的高斯光束的 M2

轴向相干叠加高斯光束的M^2传输因子

本文分别用标量叠加和矢量叠加的方法 ,对由两个束腰位置不同的高斯光束相干叠加而成的光束的传输特性进行了研究 ,结果表明 ,这种光束的传输因子M2 不再是常数 。

部分相干平顶光束在增益或损耗介质中传输的M^2因子

根据光束在介质中传输强度二阶矩计算公式,推导出部分相干平顶光束在增益或损耗介质中传输的M2因子解析表达式,并将高斯-谢尔模型光束在增益或损耗介质中的传输作为特例统一于一般表达式中。研究结果表明:部分相干平顶光束在增益或损耗介质中传输时的M2因子与光束传输距离、光束相干长度、光束阶数及介质的特性有关。光束在增益或损耗介质中传输的这种特性为应用和控制光束传输提供了理论依据。

受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气传输的M^2因子

为了研究受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气中传输时质量因子的特性,基于拓展的惠更斯-菲涅耳原理和维格纳分布函数的二阶矩定义,经理论推导得出受遮挡贝塞尔-高斯光束的解析表达式,并进行了相应的数值计算。结果表明,当遮挡物尺寸不大于0.4倍的腰宽时,受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气中的传输质量因子随传播距离、湍流大气结构常数的增大而增大,随着湍流内标量、光束拓扑荷数的增大而减小。在相同条件下,光束的传输质量因子随着遮挡物尺寸的增大而增大。所得结论对实际激光传输和自由空间光通信有一定的参考价值。

M2型丙酮酸激酶、缺氧诱导因子-1α在子宫内膜癌组织中的表达及与患者临床特征的关系

目的探讨M2型丙酮酸激酶(PKM2)、缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)在子宫内膜癌(EC)组织中的表达及与患者临床特征的关系。方法取41例EC患者的EC组织及相应癌旁组织和10例子宫内膜良性疾病患者的正常子宫内膜组织。采用免疫组化法检测PKM2、HIF-1α的表达情况。比较EC组织、癌旁组织及正常子宫内膜组织中PKM2、HIF-1α的阳性表达率及不同临床特征EC患者EC组织中PKM2、HIF-1α的表达情况。结果EC组织中HIF-1α的阳性表达率明显高于癌旁组织和正常子宫内膜组织,差异均有统计学意义(P﹤0.01)。p53突变型、分化程度为低分化EC患者EC组织中PKM2的阳性表达率分别明显高于p53野生型、分化程度为中高分化患者,差异均有统计学意义(P﹤0.01)。有脉管浸润的EC患者EC组织中HIF-1α的阳性表达率高于无脉管浸润患者,差异有统计学意义(P﹤0.05)。结论HIF-1α在EC组织中的阳性表达率较高。PKM2、HIF-1α表达与EC患者的临床特征有关,或可作为EC患者的有效治疗靶点。

湍流大气中厄米-高斯光束M^2因子的变化

基于广义惠更斯-菲涅耳原理和Wigner分布函数二阶矩的定义,推导出直角坐标系下大气湍流中部分相干光的M2因子传输公式。以厄米-高斯(H-G)光束为例,给出了H-G光束通过大气湍流传输后M2因子的解析表达式,并采用Tatarskii谱,详细讨论了M2因子的主要影响因素。结果表明,M2因子主要由光束的束腰宽度、波长、光束阶数、大气湍流的折射率起伏结构常数和在湍流中传输距离决定。随着光束阶数、折射率起伏结构常数及传输距离的增大,M2因子明显增大,光束阶数越高,湍流对M2因子变化的影响越小。对于给定的传输距离,存在最佳初始束宽,使M2因子最小。

M^2因子概念和激光光束质量控制

本文对 M^2因子概念的物理意义和在激光光束质量控制中的应用作了详细分析,还就 M^2因子概念的推广和某些问题作了讨论。

非Kolmogorov大气湍流对部分相干厄米高斯光束传输因子的影响

基于非Kolmogorov谱模型,利用广义惠更斯-菲涅耳原理和维格纳分布函数的二阶矩定义,推导出部分相干厄米高斯(H-G)光束在非Kolmogonov大气湍流中传输因子的解析表达式,并用以研究了非Kolmogorov大气湍流对部分相干H-G光束传输因子的影响。结果表明,部分相干H-G光束在非Kolmogorov大气湍流中传输时,传输距离、湍流外尺度、广义结构常量和空间相关长度越小,湍流内尺度和光束阶数越大,光束传输受非Kolmogorov大气湍流影响越小,光束质量越好。当广义指数取3.11时,部分相干H-G光束在传输过程中表现的光束质量最差。

正规方程组求解激光束质量M^2因子方法的研究

为提高双曲线拟合精度和速度,克服M2因子测量过程中受到随机误差的影响,采用正规方程组拟合双曲线的方法,给出了三角分解法求解正规方程组的快速数值算法。实验结果表明,采用正规方程组求解光束质量M2因子与奇异值分解法所得结果是一致的,且该方法速度快、精度高,运算速度可提高一个数量级。

克尔效应对高斯光束质量M^2因子的影响及抑制

用分步傅里叶方法计算了高斯光束在克尔介质中的传输过程,采用最小均方根办法对光场进行二项式曲线拟合得到光束质量因子,计算结果表明:当B积分在2rad以内,克尔效应越强则它对因子影响越大;同时,它的这种影响能力也受到光束宽度和光束腰平面到克尔介质的距离的两个因素的影响,即光束越宽,影响越小,距离越大,影响反而较小;最后,基于B积分的可叠加性,提出用具有负非线性折射率系数的非线性介质来补偿正克尔效应、降低光束因子,并指出两端补偿是最优的方式之一·

H-S波前传感器在测量光束质量因子M^2中的应用

仿真研究了H-S测量2M因子等光束质量指标的全过程和可行性。结果表明,由H-S测量的圆形光束的2M因子值与原始光束的2M因子值基本相当,有很好的一致性。由此认为,H-S除了可以评价远场测量系统探测得到的光斑的各种量,比如PSF,OTF,衍射极限,环围能量等远场特性,而且还可以从2M因子来说明光束质量的特性。

截断平顶高斯光束M^2因子的比较研究

使用熵束宽、渐近分析和环围功率法对截断平顶高斯光束的束腰宽度w、远场发散角θ0和M2因子作了比较研究.结果表明:按不同束宽定义得到的截断平顶高斯光束的w、θ0和M2因子不同,且与截断参量a/ w0(a为光阑半宽度,w0为平顶高斯光束初始束腰宽度)有关.随a/ w0的增加,三种方法计算得到的w、θ0和M2都分别趋于某常量.

部分相干双曲正弦高斯光束的M^2因子与湍流距离

基于广义惠更斯-菲涅耳原理和维格纳分布函数方法,推导出了部分相干双曲正弦高斯(ShG)光束在湍流大气中M2因子的解析表达式。在此基础上研究了部分相干ShG光束的湍流距离,即湍流引起的光束扩展可忽略的范围。采用Von Karman谱分别对M2因子和湍流距离进行了数值计算,并分析了内外尺度的影响。研究表明:M2因子随束腰宽度和离心参数的增加存在极小值;湍流距离随束腰宽度的增加存在极大值,随离心参数的增加而增加,大气湍流对离心参数较大的光束影响较小。另外,M2因子和湍流距离与折射率结构参数、内尺度、外尺度、波长和相干参数等密切相关。

部分相干高斯光束的M^2因子及模系数

分析了以模式间相互独立的厄米 -高斯光束为基底的部分相干高斯光束。导出了部分相干高斯光束的模系数、权重因子和 M2因子的表达式 ,并讨论了各模式权重因子与 M2因子之间的关系。研究表明 ,只需要由实验测得光强分布便可确定部分相干高斯光束的模系数、M2因子和模结构。

部分相干厄米-高斯光束在湍流大气中的M^2因子

基于广义惠更斯-菲涅耳原理和Winger分布函数二阶矩的定义,推导出部分相干厄米-高斯(PCHG)光束在湍流中的M2因子的解析表达式,并进行了数值计算和分析.研究结果表明:湍流中PCHG光束的M2因子由光束的阶数、相干长度、束腰宽度、波长以及湍流的折射率起伏结构常数和传输距离来决定;随着光束阶数、大气湍流的折射率起伏结构常数以及传输距离的增大,以及光束相干长度的减小,PCHG光束在湍流大气中的M2因子明显增大;对于给定的传输距离,存在最佳初始束宽使大气湍流中PCHG光束的M2因子最小;完全相干厄米-高斯光束和高斯-谢尔模型(GSM)光束在大气湍流中的M2因子变化规律可以作为本文研究的特例.

非傍轴平顶高斯光束M^2因子两种定义的比较研究

基于功率密度的二阶矩方法,推导出了非傍轴平顶高斯(FG)光束束宽和远场发散角的解析表达式·研究表明,当w0/λ→0时,远场发散角趋于渐近值θmax=63.435°,与阶数无关·使用非傍轴高斯光束代替傍轴高斯光束作为理想光束,研究了非傍轴FG光束的M2因子,并与传统定义的M2因子作了比较·在非傍轴范畴,非傍轴FG光束的M2因子不仅与阶数N有关,而且与w0/λ有关·按照定义,当w0/λ→0时,非傍轴FG光束的M2因子不等于0,对阶数N=1,2,3时,M2因子分别趋于0.913,0.882和0.886·当N→∞时,M2因子取最小值M2min=0.816·

非傍轴截断双曲余弦高斯光束的M^2因子

基于功率密度的二阶矩方法,对非傍轴截断双曲余弦高斯(ChG)光束的束宽、远场发散角和M2 因子进行了研究。数值计算结果表明,非傍轴截断ChG光束的M2因子不仅与截断参数δ、偏心参数α有 关,而且与初始束腰宽度和波长之比ω0／λ有关。在δ足够小时,M2因子可小于1。当δ→0时,远场发 散角趋于渐近值63．435°。对于α=0(Ω0=0)和δ→∞的特例,我们的结果分别退化为非傍轴截断高斯 光束和非傍轴无截断ChG光束的M2因子。

嗜酸粒细胞型哮喘患儿外周血单个核细胞肿瘤坏死因子α诱导蛋白8样分子2 mRNA和M2巨噬细胞检测及意义

目的:检测嗜酸粒细胞型哮喘(EA)患儿外周血单个核细胞(PBMC)肿瘤坏死因子α诱导蛋白8样分子2(TIPE2)mRNA和M2巨噬细胞,并分析其意义。方法:回顾性收集EA患儿100例,根据糖皮质激素(ICS)治疗后2周内症状缓解情况,分为完全缓解组(78例)和部分缓解组(22例)。另选取体检健康儿童52例,设为对照组。比较三组临床资料[肺功能、血常规、呼出气一氧化氮(FeNO)]、TIPE2 mRNA、M2巨噬细胞占比、治疗前后免疫细胞[辅助性T细胞1(Th1)、辅助性T细胞2(Th2)]以及细胞因子[白细胞介素-2(IL-2)、γ-干扰素(IFN-γ)、IL-4、IL-13、精氨酸酶1(Arg-1)]。分析EA患儿预后的影响因素,并进行相关性分析。结果:完全缓解组和部分缓解组用力肺活量(FVC)、呼吸流量峰值(PEF)、第1秒用力呼气容积(FEV1)、嗜酸性粒细胞(EOS)、淋巴细胞(LYM)、白细胞(WBC)、FeNO与对照组比较差异有统计学意义(均P<0.05),但两组间上述指标比较差异无统计学意义(均P>0.05)。治疗前,完全缓解组与部分缓解组TIPE2 mRNA、M2巨噬细胞占比、M2/M1、IL-4、IL-13、IL-2、Arg-1高于对照组,Th1、Th1/Th2、IFN-γ低于对照组,且完全缓解组TIPE2 mRNA、M2巨噬细胞、Th1、IL-4、IL-13、Arg-1与部分缓解组比较差异有统计学意义(均P<0.05)。治疗后,完全缓解组和部分缓解组TIPE2 mRNA、M2巨噬细胞占比、M2/M1、IL-4、IL-13、IL-2、Arg-1降低,Th1、Th1/Th2、IFN-γ升高,且完全缓解组与部分缓解组比较差异有统计学意义(均P<0.05)。Logistic回归分析结果显示,TIPE2 mRNA、M2巨噬细胞、IL-4、IL-13、Arg-1为EA患儿预后的影响因素(均P<0.05)。Pearson分析结果显示,M2巨噬细胞与IL-4、IL-13呈负相关,与TIPE2 mRNA、Arg-1呈正相关;TIPE2 mRNA与IL-4、IL-13的水平呈负相关(均P<0.05)。结论:EA患儿PBMC中TIPE2 mRNA与M2巨噬细胞呈高表达,均为影响预后的因素。

截断拉盖尔-高斯光束的M_G^2因子

用广义截断二阶矩方法对截断圆对称拉盖尔 高斯光束的广义光束传输因子 (MG2 因子 )作了研究 ,得到了MG2 因子的解析公式 ,并用数值计算例作了说明。研究表明 ,截断圆对称拉盖尔 高斯光束MG2 因子与截断参数和光束的阶数有关。随着截断参数的增加 ,MG2 因子逐渐趋近于无截断圆对称拉盖尔