余弦-高斯相关谢尔模型脉冲光束经随机介质散射的相干特性

研究余弦-高斯相关谢尔模型(CGSM))脉冲光束经准均匀介质散射的相干特性,得到远场处散射场时间相干度的解析表达式。讨论脉冲参数和介质特性对散射场时间相干度的影响。数值计算结果表明,余弦阶数对散射场时间相干度分布有着重要影响。对比研究高斯谢尔模型脉冲光束和CGSM脉冲光束的相干特性,详细分析两者间的异同点。

部分相干脉冲光束的M^2因子

研究了部分相干超短脉冲光束的M2因子。从时空维格纳分布函数出发,以高斯-谢尔(GSM)脉冲光束为例,导出部分相干超短脉冲光束的M2因子公式。给出了空间完全相干高斯脉冲光束和准单色高斯-谢尔脉冲光束的M2因子。由于受脉冲光束带宽及空间相关度的影响,高斯-谢尔脉冲光束的M2因子总是大于1。研究结果表明,M2因子随脉冲光束带宽的增大而增大,随空间相关度的增大而减小。此外,对于啁啾高斯-谢尔脉冲光束,M2因子还随啁啾参数的增大而增大。

部分相干高斯脉冲在大气湍流中展宽特性的研究

脉冲展宽问题对无线光通信系统的码间串扰影响很大。根据广义惠更斯-菲涅耳原理和修正冯·卡门谱模型,对部分相干高斯-谢尔模型脉冲(GSMP)光束在大气湍流中水平传输时的脉冲展宽问题进行了详细的数值分析。推导出了部分相干GSMP光束在大气湍流中频域和时域的平均光强表达式及脉冲展宽表达式。结果表明:部分相干GSMP光束的扩展受湍流的影响比完全相干GSMP光束受到的影响要小,束腰半径越小的光束受到湍流的影响越大。在频域中,相同的传输条件下,湍流越强且外尺度越大,GSMP光束的展宽效应越明显;在时域中,随着初始脉宽的增加,接收端的相对脉宽迅速减小,在40fs之内,相对脉宽很明显,大于40fs时,接收端的脉冲宽度与初始脉宽无明显差别。