部分相干厄米高斯光束在海洋湍流中光束传输质量的变化

利用近年来发展的描述海洋湍流的空间功率谱函数,结合数值积分的方法计算并绘制了广义惠更斯菲涅耳积分中湍流项的大小随湍流参数变化的曲面图。继而通过魏格纳分布函数和光束二阶矩的定义模拟了部分相干厄米高斯(PCHG)光束的M2因子在海洋湍流中的变化情况,分析了光源参数的选择对于光束传输质量因子的影响。最后通过M2因子矩阵,计算了非旋转对称二维PCHG光束传输质量随旋转角α变化的轨迹图。发现随着传输距离的增大,在接收面上,光斑因x,y方向上模式的不同而造成轨迹图的形状的不同将逐渐消失,趋近于相同的圆形轨迹。

异常空心光束在海洋湍流中传输质量因子

基于拓展的惠更斯菲涅耳原理和魏格纳分布函数，理论推导了异常二阶空心光束在海洋湍流中的光束质量因子的表达式，并进行了相应的数值计算和分析。结果表明：异常空心光束的质量因子随着传输距离的减少和光束波长的增大而减少；传输距离一定时，随着光束束宽的增加，质量因子先减小后增大；随着相干长度的增加，质量因子逐渐减小，最后保持一个定值不变。在海洋湍流中，光束质量与动能耗散率、温度方差耗散率、盐度及温度变化比有关，随着动能耗散率的减小、温度方差耗散率及温度盐度比的增大，质量因子逐渐减小。所得结果对实际光束在海洋湍流中的传输及应用具有一定的参考价值。