贝塞尔高斯波束在湍流大气中的传输特性和应用

发布时间：2022-12-08 19:03

　　贝塞尔高斯波束具有无衍射性和自修复性,此外高阶贝塞尔波束还具有轨道角动量（OAM）,因此被广泛用于激光通信,激光雷达、图像分析,粒子操作等领域,是当前的研究热点之一。与传统高斯波束相比,贝塞尔波束具有更好的抗湍流干扰的特性,相对于普通的涡旋波束,其在接收面的形式更为简单,能量更集中,并且携带的信息也更多,这些优点都有利于其在通信中的应用。论文重点研究贝塞尔高斯波束在湍流大气中传输特性和应用,其主要研究成果和创新点如下:1.本文根据李托夫方法推导了贝塞尔高斯波束在湍流中的传输的湍流扰动项,系统研究了平均强度、闪烁指数和相位起伏,完善了十多年来研究贝塞尔高斯波束的方法单一的问题。推得的平均强度形式简单,容易发现波束在湍流中的传输规律,并且不需要使用球面波结构函数二阶近似,在小内尺度湍流中的结果精度更高。发现了贝塞尔高斯波束的闪烁指数最小值位于贝塞尔高斯波束的平均强度的亮环内,表明波束亮瓣携带的信息受湍流的影响比较小。并从理论上揭示了一种高斯波束不具有的特性,即当传输距离与波束的宽度满足一个三次方程的关系时,贝塞尔高斯波束的在轴湍流统计量可以为0,不受湍流影响,此时贝塞尔高斯波束会变成平顶或... 

【文章页数】：184 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

不对称贝塞尔高斯波

隆梅尔高斯波束的平

Rytov方法计算多贝塞尔高斯波束的平均强度(An=1,L=1000m)

【参考文献】：
期刊论文
[1]大气湍流等效相位屏的仿真研究[J]. 徐瑞超,高明.  西安工业大学学报. 2018(02)
[2]大气湍流光波传输数值仿真技术研究综述[J]. 任斌,陈纯毅,杨华民.  系统仿真学报. 2017(08)
[3]Influences of atmospheric turbulence effects on the orbital angular momentum spectra of vortex beams[J]. Shiyao Fu,Chunqing Gao.  Photonics Research. 2016(05)
[4]Bessel–Gauss photon beams with fractional order vortex propagation in weak non-Kolmogorov turbulence[J]. Jie Gao,Yu Zhu,Donglin Wang,Yixin Zhang,Zhengda Hu,Mingjian Cheng.  Photonics Research. 2016(02)
[5]大气斜程传输中高阶贝塞尔高斯光束轨道角动量的研究[J]. 柯熙政,郭新龙.  红外与激光工程. 2015(12)
[6]Scintillation of partially coherent Gaussian–Schell model beam propagation in slant atmospheric turbulence considering inner- and outer-scale effects[J]. 李亚清,吴振森,张元元,王明军.  Chinese Physics B. 2014(07)
[7]湍流大气中星载角反射器阵列回波的闪烁指数[J]. 王利国,吴振森,王明军.  物理学报. 2013(16)
[8]贝塞尔光束在湍流大气中传输的实验研究[J]. 杨蓉青.  廊坊师范学院学报(自然科学版). 2011(06)
[9]北京北郊冬季大风过程湍流通量演变特征的分析研究[J]. 张宏升,刘新建,朱好,刘辉志,胡非.  大气科学. 2010(03)
[10]Propagation of Gauss-Bessel beams in turbulent atmosphere[J]. 陈宝算,蒲继雄.  Chinese Physics B. 2009(03)

博士论文
[1]湍流大气中激光波束目标回波特性[D]. 王利国.西安电子科技大学 2014

硕士论文
[1]海洋湍流相位屏模型及该模型下OAM光束传输特性研究[D]. 杨天星.南京邮电大学 2018
[2]随机相位阵列光束在湍流大气中的传输特性[D]. 赵丹.西安电子科技大学 2016



本文编号：3713952