厄米──高斯光束的聚焦场特性

借助广义惠更斯－菲涅尔衍射积分（即Ｃｏｆｆｉｎｓ公式）推导出ＨｅｒｍｉｔｅＧａｕｓｓｉａｎ光束（Ｈ—Ｇ光束）在无光阑限制下的相对焦移和相对光强增量的解析表达式，并作了分析。对有光阑限制下的Ｈ—Ｇ光束的聚焦场特性做了详细的数值计算和讨论。

厄米-高斯光束通过湍流大气的传输特性

基于广义惠更斯-菲涅耳原理,推导出了厄米-高斯(H-G)光束的三维光强在湍流大气中的传输方程,研究了H-G光束在湍流大气中的传输特性,并与H-G光束在自由空间中的传输特性进行了比较.研究表明,H-G光束在自由空间传输会保持H-G光束的特征,但是H-G光束在湍流大气中传输其光强要经历3个阶段的变化,最终成为类高斯分布.湍流的增强会使得H-G光束传输经历3个阶段的进程加快,湍流导致H-G光束扩展和最大峰值光强下降.但是,光束阶数越高的H-G光束受到的湍流的影响越小.

拉盖尔－高斯光束的聚焦特性

使用Ｃｏｌｌｉｎｓ衍射积分公式，推导出无光阑限制情况下，聚焦拉盖尔－高斯光束的相对光强增量和焦移。对有光阑限制的拉盖尔－高斯光束作了详细的数值计算以说明其聚焦特性。

厄米-高斯光束在非Kolmogorov大气湍流中的传输性质

基于广义惠更斯-菲涅尔原理和非Kolmogorov(非K)谱,推导出了厄米-高斯光束在非K大气湍流中传输的束宽、角扩展以及M2因子的解析表达式.数值计算表明,在传输距离比较远(如z≥3km)时,厄米-高斯光束的束宽、角扩展和M2因子随广义指数参量α的增大而增加直到α=3.11时达到最大值后再随α的增大而减小;随湍流的内尺度l0的减小而增大;随外尺度L0的增加而增大(3.6<α<4).但是当广义指数参量α在3<α<3.6区间取值时,束宽和M2因子几乎不随外尺度的增加而变化.

一维光晶格中玻色凝聚气体高斯宽度与光晶格势强度的关系

对囚禁在由谐振势和一维光晶格势构成的组合势中的玻色凝聚气体,基于Gross-Pitaevskii理论,并运用G-P能量泛函和变分方法,研究了组合势中子凝聚体的高斯宽度与光晶格势强度之间的关系。在分析了无相互作用的理想玻色气体的高斯宽度的基础上,提出了考虑相互作用后的高斯近似模型,并求解出高斯宽度随光晶格势强度变化的解析表达式。然后,将所得到的解析结果与直接的数值计算进行比较,表明高斯近似模型与数值计算结果更加接近,并且随着光晶格势强度的增加两者趋于一致。

复宗量拉盖尔-高斯光束及其特性研究(英文)

用由广义惠更斯 菲涅耳衍射积分推导出的传输方程详细研究了复宗量拉盖尔 高斯光束及其传输特性。采用光束传输因子 (M2 因子 )和桶中功率 (PIB)来表征光束质量 ,对复宗量和实宗量拉盖尔 高斯光束的光束质量进行了比较 ,并对所得结果作了分析。

H-G光束经内含光阑光学系统传输的递推算法

推导出了厄米 高斯 (H G)光束通过内含硬边光阑的近轴ABCD光学系统传输递推公式 ,由此可得出任意阶次的H G光束场分布的解析表达式 ,并可解析地研究光阑对传输的影响。

部分相干双曲正弦-高斯光束的传输和聚焦特性

为了研究部分相干双曲正弦-高斯(SHG)光束通过像散透镜的传输和聚焦特性,利用部分相干光的传输公式,推导了光束通过像散透镜后光强分布解析的表达式,并据此得到了光束束腰宽度、远场发散角和M2因子的解析表达式,并对光束强度分布和束腰宽度进行了数值计算和分析。结果表明:部分相干Sh G光束聚焦的光强分布与像散系数C6,空间相干参数β,离心参数a,菲涅耳数Nw和位置(x,y,z)有关。像散导致x和y方向束宽不同。但M2因子与像散无关,并随相干性的增加和离心参数的减小而减小。适当改变像散和空间相干性,在几何焦面和其它位置可实现部分相干Sh G光束的空间整形。

关于有毒气体扩散问题的预估模型

针对一次乙烷气体泄漏事故中的毒气在两种不同区域,即绿化带和农田中的扩散问题进行分析,运用了点源烟羽扩散模型,利用已知数据对扩散系数进行拟合,并对模型进行MATLAB仿真,最终发现农田区域的毒气扩散程度更快。

部分相干厄米高斯光束的湍流距离

根据广义惠更斯-菲涅耳原理和积分变换技术,推导出了部分相干厄米高斯(H-G)光束传输于大气湍流的湍流距离表达式,并定量地研究了湍流对部分相干H-G光束扩展的影响.研究表明,湍流距离ZT与折射率结构常数C2n、光束阶数m、相干长度σ0及波长λ有关,且ZT随C2n、σ0的增大而减小,随m的增大而增大.即随着C2n、σo的增大,m的减小,湍流对部分相干H-G光束扩展的影响将增大.因此,选择合理的光束参数可减小湍流对部分相干H-G光束扩展的影响.

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

基于G-GMM的视频序列运动目标检测算法研究

为了能够从视频序列中快速准确地检测运动目标,在混合高斯背景差分法的基础上引入Grabcut算法,提出了一种新的运动目标检测G-GMM(Grabcut-Gaussian Mixture Model)算法。首先通过混合高斯模型背景差分法提取运动目标初始二值轮廓,构建其最小的外接矩形;然后初始化矩形内图像信息,寻找潜在前景区域;最后采用迭代算法实现最优化分割,得到准确的运动目标轮廓。实验结果表明,在静止摄像机户外视频监控系统中,提出算法具有较高的准确性和鲁棒性,对刚性和非刚性两类目标都具有较好的检测结果。

一种有长拖尾特性的G-分布海杂波模型

针对雷达海杂波概率密度函数的长拖尾特征,在K-分布杂波模型基础上提出一种新的描述海杂波的长拖尾分布G-分布。该分布是由二元Rayleigh独立积随机变量和广义x分布的随机变量进行级联而生成的三元独立积。使用Mel- lin变换方法得到G-分布概率密度函数的解析表达式。仿真结果表明G-分布的长拖尾特性比K-分布强。最后使用实验数据验证G-分布描述海杂波的有效性,并给出一种产生相关G-分布随机变量的方法,产生所需的相关随机变量。

三种重拖尾分布海杂波的比较与分析

针对雷达杂波的概率密度函数具有非对称和重拖尾等非高斯特征,对描述海杂波的K-分布,α-稳定分布和G-分布等三种重拖尾分布模型进行比较和分析。K-分布的重拖尾特性较轻微;α-稳定分布的重拖尾特性源自其方差无限大,重拖尾最严重;G-分布由二元Rayleigh独立积随机变量和广义χ分布随机变量进行级联而生成的三元独立积,重拖尾特性介于两者之间。最后使用Markov扩散过程模型产生G-分布杂波的相关随机变量,仿真得到的随机序列的概率密度分布与理论值吻合很好。

三元独立积构成的雷达杂波

雷达杂波的精确建模和仿真对雷达系统的优化设计起着重要作用。针对雷达杂波具有尖峰、非对称和重拖尾等非高斯特征,使用二元Rayleigh独立积和自由度为n的广义χ分布的随机变量进行级联,构造新的三元独立积随机变量。使用Mellin变换求得该随机变量的概率密度函数,其解析表达式含有Meijer G函数,故叫做G-分布杂波,并得到平方检波器接收的雷达杂波的概率密度函数。使用Markov扩散过程模型产生G-分布杂波的相关随机变量。仿真得到的随机序列的概率密度分布与理论值吻合很好。

白高斯输入下的Wiener G泛函

介绍了ＷｉｅｎｅｒＧ泛函的基本概念，并根据高斯信号的特性，利用有别于前人的方法，导出了在高斯输入下的ＷｉｅｎｅｒＧ泛函的一般表达式．

超短脉冲厄米-高斯光束在湍流大气中的光谱移动和光谱跃变

基于广义惠更斯-菲涅尔原理,推导出了超短脉冲厄米-高斯(H-G)光束在湍流大气中的光谱传输方程,研究了其光谱移动和光谱跃变特性,并给予了合理的物理解释.研究表明,超短脉冲H-G光束通过湍流大气传输其光谱特性由大气折射率结构常数、厄米多项式阶数、脉冲宽度和观察点位置坐标等因素共同决定.轴上点光谱为蓝移,随着离轴距离的增大,光谱由蓝移变为红移,无光谱移动点的位置坐标与脉冲宽度无关.此外,当湍流增强到一定程度时离轴点还存在光谱跃变现象.自由空间与湍流大气中的光谱跃变行为存在很大的差异,本文对此进行了详细的分析.

基于ABCD定律的LD-SMF高斯光束模式匹配方法的研究

在高斯场分布近似的前提下 ,根据矩阵光学理论和高斯光束转换的 ABCD定律 ,从模式匹配的角度描述了半导体激光器 (L D)与单模光纤 (SMF)之间的光耦合理论 ,提出了实现 L D椭圆高斯光束与SMF圆高斯光束间模式匹配的设计方法。这不仅对提高 L D- SMF的耦合效率有理论指导意义 ,而且也为其它场合下解决高斯光束的准直扩束及实现椭圆—圆高斯光转换等问题提供了有效依据。

部分相干厄米-高斯列阵光束通过湍流大气传输的方向性

推导出了部分相干厄米-高斯(H-G)列阵光束通过湍流大气传输的二阶矩束宽和远场发散角的解析公式。采用远场发散角作为光束方向性的评价参数,研究了部分相干H-G列阵光束通过湍流大气传输的方向性。研究表明:在一定条件下,部分相干H-G列阵光束与对应的高斯光束不论在自由空间还是湍流大气中均具有相同的方向性。此外,进一步研究发现,在自由空间中,由远场发散角和归一化远场平均光强分布所表征的部分相干H-G列阵光束的方向性是不一致的,但湍流可以使得两种描述相一致。这一结论与高斯-谢尔模型(GSM)列阵光束的相关结论存在差异。在自由空间中,与高斯光束具有相同远场发散角的非相干合成的GSM列阵光束与对应的高斯光束具有相同的归一化远场光强分布。

非傍轴部分相干厄米-高斯光束的相干和非相干合成

推导出二维非傍轴部分相干厄米-高斯(H-G)光束相干合成和非相干合成的交叉谱密度和光强的解析公式,并分析了一些特例.合成光束的光强不仅决定于f参数,fσ参数,离轴参数,合成光束的束数和阶数以及传输距离z,而且还决定于合成方式.对部分相干光的相干合成和非相干合成概念做了物理诠释,其正确性为数值计算例证实.