大气湍流间歇性及其对光波传播的影响

当光波在大气中传播时,由于大气湍流的作用,其光束质量将会极大地恶化。对于这类问题的处理,长期以来都是以Tartask ii等人的理论为指导,而他们的理论是根据Kolmogrov于1941年建立的局地均匀各向同性湍流理论(K41)建立的,所以K41理论是这一领域奠基的基石。然而,随着湍流研究的深入,人们已经逐渐意识到K41湍流理论的各方面的缺点,其中尤其明显的是,K41理论忽略了湍流的间歇特征。在湍流现代理论中,湍流间歇性的研究一直是处于中心位置。经过数十年的不懈的努力,目前人们已经对湍流间歇性有了一些初步的成果和认识。本文综述了试图将湍流间歇性引入随机介质中光传播问题的考虑之中的各种尝试。我们首先结合光学问题的需要对湍流及其间歇性研究现状及重要成果进行了概要的回顾和说明。在此基础上,我们以两种方式对间歇性大气湍流中光传播问题进行分析:首先,我们以一种简单的非Gauss场模型为基础分析间歇性大气湍流中的光场统计性质;然后,我们将统计矩方程展开到四阶累积函数,分析了近Gauss场附近的光场统计性质。我们还以层次结构模型为基础对二阶统计矩进行了进一步的研究。

旋光媒质中光波传播的物理光学理论

由麦克斯韦电磁理论，结合旋光媒质的本构关系，研究旋光媒质中光波的传播，给出均匀媒质中光波的色散关系。

大气湍流、光波传播的湍流效应与Aubert’s lester现象

大气湍流是大气中的一种运动形式。光波在大气中的传播过程，除了受到气体分子、云雾降水和气溶胶粒子的散射和吸收以外，还受到大气折射率不均匀的结构（湍流区）的散射。一些需要在较大距离上进行的视光学检查都可能会受到这一因素的影响，

线性剖面克尔材料分层板波导中光波的传播(英文)

对三层板波导中光波传播问题进行了讨论．芯材料是克尔型介质，其折射率平方（ｎ２）剖面分布随ｘ作线性变化．此时芯区的亥姆霍兹方程约化为Ｐａｉｎｌｅｖｅ方程，利用Ｌａｕｒａｎｔ级数可得到其近似解．

随机多层介质中光波的传播

本文研究光波（电磁波）在特殊随机多层介质中的传播。用转移矩阵方法和二阶单模矩阵理论得到的透射谱中，存在着一定数量不同波长的透射峰，并且透射峰的数目和位置可以人为地改变和移动。

湍流大气中传输光波的波相位结构解析函数

在湍流大气对传输光波调制的双尺度湍涡 (大尺度湍涡和小尺度湍涡 )近似下 ,研究了用于计算描述湍流大气中传输光波相干长度变化的核心函数 (互相干函数 )的关键因子波结构函数 (WSF) ,通过建立包含不同尺度湍流因子的折射率起伏谱密度函数 ,导出了可以用于精确理论分析平面波与球面波在湍流大气中传播时所产生的诸如到达角起伏和相干性变化等效应的波相位结构函数的精确解析式 ,同时给出了便于数值计算的近似误差在2

湍流大气中光波闪烁的计算及实验测量比较

采用修正Rytov方法和近似理论计算了球面波在湍流大气中传播的闪烁指数 ,并与实验结果进行了比较 ,发现在弱起伏和中等湍流起伏区修正Rytov解与实验结果符合得很好 ,而在饱和区采用考虑内尺度效应下的近似理论结果更符合实验结果。

光在单轴晶体中的传播与惠更斯作图法

为了解释双折射现象,惠更斯提出假设,认为在单轴晶体中,点光源发出的非常光的波面为一个旋转椭球面,而寻常光的波面为一球面,在此基础上,用惠更斯作图法可以求出寻常光与非常光在晶体中的平面波的波前及传播方向(图1),惠更斯的假设及作图法的根据可以从光的电磁理论中得到。在光波传播的空间即远离辐射源的区域。

圆偏振光波的时空图象及模拟演示

由于圆偏振光波的时空关系比较复杂,大多数教材未作透彻论述,普遍感到对此难于建立一个完整的动态时空图象,常常引起一些错觉。为此本文拟从分析光矢量振动方程建立圆偏振光波的动态时空图象,并介绍我们研制的《多用圆偏振光演示仪》,从理论与实验的结合上解决光学教学中这一难点问题。

近地面折射率结构常数的长期测量和统计分析

统计分析了 1997～ 2 0 0 0年合肥地区一复杂地形处近地面折射率结构常数 C2n 的测量数据。给出了不同下垫面、不同季节、不同高度上 C2n 的统计结果。白天 C2n 强弱依次为 6月、5月、4月、9月、1月。白天水面上 C2n 比草地上小 ,夜间比草地上大。不论白天还是夜晚 ,近地面 C2n都随高度递减 ,且 3～10 m高的 C2n 递减较慢 ,10～ 15 m高的 C2n 递减较快。C2n随月份的日变化与模式计算结果基本一致。

1.315μm波长附近实际大气高分辨率吸收光谱

用窄线宽、脉冲可调谐光参量振荡器 ( OPO)作光源 ,使用光程长达 1 0 97m的怀特池 ,采用单探测器分时复用的探测方法 ,首次在吸收池中精确测量了实际大气中 1 .31 5 μm波长附近高分辨率吸收光谱 ,实验验证了实际大气中水汽是该波段的主要吸收气体 ;得到了实际大气中吸收分子在氧碘激光波长 ( 76 0 3.1 4 cm-1)处的吸收截面为 ( 1 .0 5± 0 .0 9)× 1 0 -2 4 cm2 (标准大气条件下 )以及在该波段主要吸收谱线的参数 ,包括吸收线的位置、线强度、压力加宽半宽度等。利用实测的线参数计算了在氧碘激光波长附近大气分子的吸收截面 ,发现吸收最小的波长分别位于 76 0 3.31和 76 0 3.93cm-1,其值约为( 8.9± 0 .8)× 1 0 -2 5cm2 ,比氧碘激光波长处的吸收截面约小 1 5 %

关于波动光学共轭波概念的商榷

本文对现行光学教材中关于共轭波概念的定义提出一些看法 ,认为在定义中应强调是在某一特定波前上复振幅互为复数共轭 ,且共轭波必须是对于某一特定波前而言 ,并应将“从该波前同一侧入射”

中国典型地区大气光学特性及其应用

大气的光学性质决定了大气辐射平衡;各种先进光电技术的应用场景绝大部分都位于地球大气层内或通过大气路径,相关光电系统的功能受到大气光学特性不同程度的影响.大气光学特性(包括地表的光学特性和天空背景辐射特性)是光波在大气中传播和大气辐射传输研究必需的基础物理性质,在气象、气候和天文观测等基础和应用研究以及自适应光学技术、自由空间光通讯等光电工程应用中具有十分重要的作用.中国的自然环境十分复杂,相应的大气光学特性不能简单的套用国际上其它地区的模式.应进行中国大气光学特性的区域划分,在各个典型地区进行大气光学特性的系统测量和数据分析,对有关大量气象和大气光学特性观测资料进行分析研究,获得各典型地区大气光学特性的统计特征,建立可用于辐射大气传输、光波大气传播研究、光电系统分析与设计等的我国各个典型地区的大气光学特性的统计平均模式,研制光辐射大气传输及其光电应用软件包.

光在界面反射、折射时的光能与光强

光是一种电磁波,光波传播过程的能量计算应从光波的能流密度即坡印亭矢量S出发,光波的能流密度S是指:在单位时间内通过与光波传播方向垂直的单位面积的能量。为此光波的能量必须指出光波通过那个曲面的。光强即光的强度定义为光波能流密度的平均值。仅以最基本的平面光波为例,由电动力学平面光波能流密度的平均值大小为S=n/2cuoE20(其中:n光波传播对应媒质的折射率,e真空中的光速,u0

傅里叶变换光学及其前沿应用

在过去半个世纪人们对于光学信号处理进行了广泛的研究，其基础为透镜傅里叶变换效应，该效应在光波传播的瞬间就完成了，且处理速度与被处理信号的信息量（例如图形尺寸）无关。经典的应用包括低通、高通滤波，卷积、解卷积以及图形的相关识别。近年来，电子学信号处理器计算功能飞速增长，而光学信号处理相对于电子学处理的优越性则是逐渐表现出来的。光学傅里叶变换的某些应用至今仍无法用电子学方法来替代，例如三维全息术和全息存储等。

光的偏振与色散

O436.3 2000053060旋光媒质中光波传播的物理光学理论=Physical opticstheory for propagation of light in rotatorymedium[刊,中]/崔元顺(淮阴师范学院物理系.江苏,淮阴(223001))//光子学报.—1999,28(9).—820-824由麦克斯韦电磁理论,结合旋光媒质的本构关系,

在共振原子介质中光波同向传播时记录立体动态全息图的某些特点

引言最近特别重视激光辐射在非线性介质中的非稳态四波相互作用的研究。这些研究的迫切性首先与弱光束的有效放大、相位失真的校正和波阵面反转有关。在各种被研究的材料中,具有较大的非线性和高速度的共振原子介质占有特殊位置。但是四波在共振原子介质中相互作用的主要实验结果都属于反向四光束相互作用。如果不考虑应用同向四光束相互作用研究受激钠原子与缓冲原子碰撞时产生的共振现象的工作,则这种介质中的同向四光束相互作用研究实际上没有进行。

油田开发中大有可为的光纤传感技术

光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的．以光波为载体．光纤为媒质．感知和传输外界被测量信号的新型传感技术。作为被测量信号载体的光波和作为光波传播媒质的光纤，具有一系列独特的、其他载体和媒质难以相比的优点。光波不十白电磁干扰．易为各种光探测器件接收，可方便的进行光电或电光转换，易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配。

A High-Efficiency Fiber-to-Waveguide Coupler with Low Polarization Dependence Using a Diluted Waveguide in InP Substrate with a 1.55μm Wavelength

We propose a fiber-to-waveguide coupler for side-illuminated p-i-n photodiodes to obtain high responsivity and low polarization dependence that is grown on InP substrate and is suitable for surface hybrid integration in low cost modules. The fiber-to-waveguide coupler is based on a diluted waveguide,which is composed of ten periods of undoped 120nm InP/80nm InGaAsP （1.05μm bandgap） multiple layers. Using the semi-vectorial three dimensional beam propagation method （BPM） with the central difference scheme,the coupling efficiency of fiber-to-waveguide under different conditions is simulated and studied,and the optimized conditions for fiber-to-waveguide coupling are obtained. For TE-like and TM-like modes,the calculated maximum coupling efficiency is higher than 94% and 92% ,respectively. The calculated polarization dependence is less than 0. ldB,showing good polarization independence.