部分相干復(fù)宗量拉蓋爾-高斯光束通過湍流海洋傳輸特性的研究.pdf

1、激光通過湍流傳輸所造成的光束擴(kuò)展很大程度上限制了其在傳輸方面的應(yīng)用,湍流介質(zhì)主要包括大氣湍流(由溫度波動導(dǎo)致的)和海洋湍流(由溫度和鹽度波動共同引發(fā)的)。幾十年來,國內(nèi)外許多學(xué)者對光束在湍流大氣中的傳輸特性進(jìn)行了理論和實驗上的研究,表明光束的強(qiáng)度分布、方均根束寬、偏振度、光譜相干度、相對角寬度、質(zhì)量傳輸因子等在傳輸?shù)倪^程中會受到湍流影響而發(fā)生改變,且完全相干光束比部分相干光束在傳輸時受湍流影響要大。近年來,隨著水下光學(xué)遙感、通信和成像技

2、術(shù)的發(fā)展,進(jìn)一步深入研究海洋傳輸顯得尤為迫切,綜合考慮溫度和鹽度波動的海洋湍流模型的建立為研究海洋傳輸提供了新的方法,一些學(xué)者已經(jīng)利用該模型對某些光束在海洋中的傳輸行為進(jìn)行了研究。本文基于海洋湍流空間功率譜研究了不同光束參數(shù)和湍流參數(shù)對部分相干復(fù)宗量拉蓋爾-高斯光束通過海洋湍流的傳輸過程的影響,所得結(jié)果對水下激光跟蹤、遙感、光學(xué)通信及成像技術(shù)有一定的理論參考價值。論文主要工作如下:
　　(1)基于拓展的惠更斯-菲涅爾原理,結(jié)合海洋

3、湍流空間功率譜,理論推導(dǎo)了海洋湍流中部分相干復(fù)宗量拉蓋爾-高斯光束平均強(qiáng)度分布的解析表達(dá)式,并數(shù)值計算了相干長度和海洋湍流參數(shù)對光束強(qiáng)度的影響。
　　(2)基于偏振相干統(tǒng)一理論和拓展的惠更斯-菲涅爾原理,對部分相干復(fù)宗量拉蓋爾-高斯光束在海洋湍流中傳輸?shù)钠穸群凸庾V相干度的理論表達(dá)式進(jìn)行了推導(dǎo),探討了不同初始偏振度、光束階數(shù)、y方向的橫向相干長度、離軸點、傳輸距離、波長及湍流參數(shù)對通過海洋湍流和自由空間傳輸?shù)墓馐穸燃肮庾V相干度