多色部分相干偏心光束在non-Kolmogorov湍流中的传输

推导了多色部分相干偏心光束在non-Kolmogorov湍流中传输的总光强、轴上光谱、相干度的解析表达式,研究了光束偏心参数β、湍流广义指数α和源光谱带宽Ω对激光传输特性的影响.研究表明:β越大,则光束重心偏离传输轴越远,相干度的不对称性越明显,但是,β对轴上光谱几乎没有影响;湍流广义指数α对总光强、轴上光谱和相干长度的影响是非单调的,当α=3.1时,湍流对光束传输特性的影响最大.值得指出的是:在某些传输距离处,不同α对应的轴上光谱位移量相同;在某些传输距离处,轴上光谱位移量为零,且该传输距离与Ω无关,但湍流使得该传输距离缩短.所得结论对多色部分相干偏心光束在湍流大气中传输的相关应用具有重要意义.

部分相干环状偏心光束通过海洋湍流的传输特性

推导出了部分相干环状偏心光束在海洋湍流中传输的平均光强和光束质心位置的解析表达式,并给出了最大光强位置满足的传输方程.研究发现:经足够长距离传输后,在自由空间中最大光强位置比光束质心更靠近传输z轴,并且其位置随着光束相干参数的增大而靠近传输z轴,随着光束偏心参数和遮拦比的增大而远离传输z轴.但是,在海洋湍流中最大光强位置趋于质心位置,并且海洋湍流的增强会加速最大光强位置趋于质心位置的进程.在海洋湍流中光束的相干性对光束传输特性的影响明显减小.另一方面,光束质心位置与光束的相干性、光束传输距离以及海洋湍流均无关系,并且光束质心位置随着光束偏心参数和遮拦比的增大而远离传输z轴.所得结果对工作于水下湍流环境中的部分相干环状偏心光束的应用具有重要意义.

初级相差对多色部分相干平顶高斯光束光谱移动与光谱开关的影响

基于部分相干光的传输理论,研究了有初级像差多色部分相干平顶高斯光束被光阑衍射后的光谱变化规律,并通过数值计算,重点对球差、慧差、像散、场曲和畸变等初级相差对光谱移动和光谱开关的影响进行了分析比较。研究表明:在考虑光学系统存在各种初级像差的情况下,轴上光谱也会出现光谱移动和光谱开关。光谱移动和光谱开关不仅与光阑截断参数、光源谱宽度、光束的空间相干度、光束的阶次及场点位置等因素有关,初级相差对光谱移动和光谱开关也会产生影响,不同的像差系数对光谱开关的位置、光谱跃迁量、光谱开关的变化范围、光谱开关出现与消失产生不同的影响。

部分相干光经两个级联单缝衍射后的光谱变化及光谱开关现象

研究多色高斯-谢尔模型光束经两个单缝衍射后,其光谱变化及光谱开关现象.利用复高斯函数展开法,得到经两个单缝衍射后的衍射场中的交叉谱密度及光强表达式.通过数值计算,研究衍射场中轴上点和横截面处的光谱变化和光谱开关现象,以及相干长度对观察点光谱的影响.结果表明,对于随着传输距离的增加,轴上观察点将出现一些由"红移"到"蓝移"再到"红移"的变化过程.对于某一个横截面,轴上点的光谱变化及光谱开关现象最明显;随着观察点离轴距离的增加,光谱变化将减小.

大气湍流对多色部分空间相干光传输特性的影响

基于部分相干光的传输定律 ,对多色部分空间相干光的长程大气传输做了研究 .结果表明 ,无论是否满足定标律 ,大气湍流会引起多色部分空间相干光的光谱移动和光束扩展 ;多色部分空间相干光光束扩展比多色完全空间相干光受湍流的影响小 .然而 。