基于光学相干层析成像技术的强散射介质光学特性测量 被引量：3

1

作者 高应俊 金重星 +1 位作者 林林 林惠珍 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期98-102,共5页

利用光学相干层析成像技术对强散射介质的光学特性进行了测量研究.通过理论模拟分析了镜面反射条件下散射系数及各向异性因子对外差效应因子的影响.提出镜面反射情况下利用广义惠更斯菲涅尔模型提取材料光学特性的算法.通过对不同浓度的... 利用光学相干层析成像技术对强散射介质的光学特性进行了测量研究.通过理论模拟分析了镜面反射条件下散射系数及各向异性因子对外差效应因子的影响.提出镜面反射情况下利用广义惠更斯菲涅尔模型提取材料光学特性的算法.通过对不同浓度的IntralipidTM溶液的测量,获得了可靠的光学散射特性实验结果,并研究了散射系数与其浓度之间的关系,拟合结果显示散射系数与IntralipidTM溶液浓度近似呈线性关系. 展开更多

关键词 光学相干层析成像 强散射介质 光学特性 广义惠更斯菲涅尔原理

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双曲正弦高斯光束在梯度折射介质中的传输 被引量：10

2

作者 刘莉 郝中骐 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期126-129,共4页

为了研究双曲正弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法推导了光束强度分布解析表达式,据此结合空间二阶矩定义得到了束腰宽度和位置的解析表达式,并对光束强度分布、光斑尺寸、束腰宽度及其位置进行... 为了研究双曲正弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法推导了光束强度分布解析表达式,据此结合空间二阶矩定义得到了束腰宽度和位置的解析表达式,并对光束强度分布、光斑尺寸、束腰宽度及其位置进行了数值计算和分析。结果表明,轴向光强分布呈周期性变化,横向光场分布受梯度折射系数和光束参量影响,通过对这些参量的适当调整,可以改变光斑尺寸和束腰位置。 展开更多

关键词 激光光学 传输特性 广义惠更斯-菲涅耳衍射积分 双曲正弦高斯光束 梯度折射率介质

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受限拉盖尔-高斯光束湍流传输时轴上光强分布 被引量：2

3

作者 屈军 袁扬胜 +2 位作者 孟凯 石建平 崔执凤 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期141-144,共4页

为了研究受限拉盖尔-高斯光束湍流传输时轴上光强分布,采用扩展惠更斯-菲涅耳原理方法进行了理论分析,得到了受发射圆孔限制的拉盖尔-高斯光束在大气湍流中传输时轴上光强的表达式。并运用MAPLE模拟,取得了不同湍流强度、波长和发射圆... 为了研究受限拉盖尔-高斯光束湍流传输时轴上光强分布,采用扩展惠更斯-菲涅耳原理方法进行了理论分析,得到了受发射圆孔限制的拉盖尔-高斯光束在大气湍流中传输时轴上光强的表达式。并运用MAPLE模拟,取得了不同湍流强度、波长和发射圆孔孔径下轴上光强的分布理论数据。结果表明,拉盖尔-高斯光束在不同阶数、湍流强度、波长和发射圆孔孔径下,真空和湍流较弱时,轴上光强在近场发生明显振荡,达到最大值后,强度明显开始降低,湍流较强时,传输很近距离强度就迅速衰减,并与其在真空中的传输特性进行了比较。这一结果对研究拉盖尔一高斯光束是有帮助的。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 光强 扩展惠更斯-菲涅耳原理 拉盖尔-高斯光束

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湍流大气中部分相干光二阶统计特性的三参数模型及其应用 被引量：1

4

作者 王利国 吴振森 +2 位作者 王明军 王万君 张耿 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期317-320,共4页

激光在强湍流中的传输以及斜程传输问题是随机介质波传播研究中的热点,也是难点。文中尝试建立一个可以在任意湍流环境下通用的激光传输二阶矩演化模型。首先利用广义惠更斯-菲涅尔原理及球面波结构函数的二次近似推导了高斯-谢尔波束... 激光在强湍流中的传输以及斜程传输问题是随机介质波传播研究中的热点,也是难点。文中尝试建立一个可以在任意湍流环境下通用的激光传输二阶矩演化模型。首先利用广义惠更斯-菲涅尔原理及球面波结构函数的二次近似推导了高斯-谢尔波束在大气湍流中传输时的互相干函数表达式。建立了波束互相干函数的三参数模型,得到了三参数的递进公式。利用三参数迭代法计算了部分相干波束在强湍流中及斜程传输时的等效波束半径及相干长度。计算结果证明了在强湍流中,相比于直接利用广义惠更斯-菲涅尔原理的计算结果,迭代法得到的等效半径较小,而相干长度较大。在斜程路径上,上行与下行传输激光的统计特性是不同的。 展开更多

关键词 大气光学 广义惠更斯一菲涅尔原理 二阶矩 强湍流 斜程传输

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厄米-余弦-高斯光束的传输特性 被引量：5

5

作者 王喜庆 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期551-554,共4页

　从广义惠更斯 菲涅耳衍射积分出发对厄米 余弦 高斯光束的传输特性作了研究,给出了厄米 余弦 高斯光束通过近轴ABCD光学系统的解析传输公式,以厄米 余弦 高斯光束通过自由空间和薄透镜系统为例做了数值计算和分析,结果表明厄米 余弦 ... 　从广义惠更斯 菲涅耳衍射积分出发对厄米 余弦 高斯光束的传输特性作了研究,给出了厄米 余弦 高斯光束通过近轴ABCD光学系统的解析传输公式,以厄米 余弦 高斯光束通过自由空间和薄透镜系统为例做了数值计算和分析,结果表明厄米 余弦 高斯光束在自由空间传输时不能保持其形状不变。厄米 双曲余弦 高斯光束、余弦 高斯光束、厄米 高斯光束的传输公式可作为厄米 余弦 高斯光束的特例得出。 展开更多

关键词 厄米-余弦-高斯光束 传输特性 广义惠更斯--菲涅耳衍射积分 近轴ABCD光学系统 数值计算 传输公式

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双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离 被引量：2

6

作者 汤明玥 李宾中 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期581-584,共4页

为了研究双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的扩展,采用广义惠更斯-菲涅耳原理,推导出部分相干双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离zt的解析表达式。对湍流参量(广义指数α、内尺度l0、外尺度L0)和光束参量(相干参量β... 为了研究双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的扩展,采用广义惠更斯-菲涅耳原理,推导出部分相干双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离zt的解析表达式。对湍流参量(广义指数α、内尺度l0、外尺度L0)和光束参量(相干参量β、离心参量δ)对湍流距离的影响进行了理论分析。结果表明,zt随α的增大而先减小后增大,且在α=3.11处存在zt极小值;zt随l0和δ的增大而增大,随L0(仅当3.6<α<4时)和β的增大而减小。这一结果对双曲余弦高斯光束在实际湍流中传输的相关应用是有帮助的。 展开更多

关键词 大气光学 湍流距离 广义惠更斯-菲涅耳原理 部分相干双曲余弦高斯光束 非Kolmogorov湍流 广义指数

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部分相干光在大气湍流中的到达角起伏 被引量：2

7

作者 柯熙政 薛瑶 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期24-28,共5页

研究了部分相干高斯谢尔光束在大气湍流中的到达角起伏.主要采用湍流内外尺度的修正Von Karmon谱模型及广义惠更斯-菲涅尔原理和交叉谱密度函数推导出了部分相干光在大气湍流中的到达角起伏表达式.对比分析了湍流内外尺度、湍流强度、... 研究了部分相干高斯谢尔光束在大气湍流中的到达角起伏.主要采用湍流内外尺度的修正Von Karmon谱模型及广义惠更斯-菲涅尔原理和交叉谱密度函数推导出了部分相干光在大气湍流中的到达角起伏表达式.对比分析了湍流内外尺度、湍流强度、传输距离、源相干参数以及波长等参数对部分相干光在大气湍流水平路径上传输时的到达角起伏的影响.结果表明:随着传输距离的增加,到达角起伏越来越小;随着大气湍流内外尺度和源相干参数的增加,到达角起伏也越来越大;与部分相干光相比,完全相干光的到达角起伏受湍流影响很小;随着波长和湍流强度的减小,到达角起伏越来越小. 展开更多

关键词 光通信 部分相干光 修正Von Karmon谱 广义惠更斯-菲涅尔原理 交叉谱密度函数 大气湍流 到达角起伏

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像散厄米-高斯光束的对称化和相关问题的研究 被引量：1

8

作者 吴平 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期546-550,共5页

从比较两种对称化光学系统出发 ,使用三柱透镜对称化光学系统对像散厄米 -高斯光束作了详细分析 ,研究表明 :对称化光学系统的作用是将像散光束变换为对称化实宗量光束 ;并消去 x- y耦合项。这样 ,当光束继续在自由空间传输时 ,能保持... 从比较两种对称化光学系统出发 ,使用三柱透镜对称化光学系统对像散厄米 -高斯光束作了详细分析 ,研究表明 :对称化光学系统的作用是将像散光束变换为对称化实宗量光束 ;并消去 x- y耦合项。这样 ,当光束继续在自由空间传输时 ,能保持其形状不变。然而 ,有 x- y耦合项的对称化复光束却不具有这种传输不变性。 展开更多

关键词 对称化光学系统 像散厄米-高斯光束 广义惠更斯-菲涅尔衍射积分 对称化过程 激光

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贝塞尔-高斯光束经球差透镜的聚焦特性

9

作者 张志明 王莉 王喜庆 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期34-35,共2页

利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分推导了一种涡漩光束——贝塞尔-高斯光束经球差透镜聚焦后的光场表达式,并利用数值计算分析了球差系数对聚焦光束光强剖面分布的影响。研究表明,通过改变球差系数,可以改变零阶贝塞尔-高斯光束轴上光强最... 利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分推导了一种涡漩光束——贝塞尔-高斯光束经球差透镜聚焦后的光场表达式,并利用数值计算分析了球差系数对聚焦光束光强剖面分布的影响。研究表明,通过改变球差系数,可以改变零阶贝塞尔-高斯光束轴上光强最大值点的位置,球差的存在使轴上光强最大值减小。零阶贝塞尔-高斯光束经球差透镜聚焦后不能保持其传输不变性,在几何焦面上光强剖面类似于高斯形分布,而实际焦点所在面上的分布则仍具有零阶贝塞尔函数的特征。对于一阶贝塞尔—高斯光束,球差的存在会改变其横向光强分布。 展开更多

关键词 广义惠更斯-菲涅耳衍射 涡漩光束:贝塞尔-高斯光束 球差

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偏心厄米-高斯光束通过失调一阶光学系统的传输特性

10

作者 丁桂林 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期533-536,共4页

使用广义惠更斯—菲涅尔衍射积分 ,增广矩阵和 Wigner分布函数方法 ,研究了偏心厄米-高斯光束通过失调非对称一阶光学系统的传输特性 ,证明了偏心厄米 -高斯光束通过一阶光学系统时保持其封闭性 ,光束的二阶矩矩阵按通常的规律变换 ,一... 使用广义惠更斯—菲涅尔衍射积分 ,增广矩阵和 Wigner分布函数方法 ,研究了偏心厄米-高斯光束通过失调非对称一阶光学系统的传输特性 ,证明了偏心厄米 -高斯光束通过一阶光学系统时保持其封闭性 ,光束的二阶矩矩阵按通常的规律变换 ,一阶矩矩阵遵循几何光线的变换规律 。 展开更多

关键词 偏心厄米-高斯光束 失调非对称光学系统 封闭性 一阶矩 二阶矩 传输特性 激光技术 光束传输因子 广义惠更斯-菲涅尔衍射积分

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PCFT光束阵列在海洋湍流中的传输特性 被引量：3

11

作者 胥克涛 袁扬胜 +1 位作者 冯霞 屈军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期877-884,共8页

为了研究部分相干平顶光束阵列在海洋湍流中的传输特性,基于拓展惠更斯-菲涅耳原理和魏格纳分布函数,结合海洋湍流的空间功率谱函数,理论推导了部分相干平顶光束阵列在海洋湍流中的传输因子、有效曲率半径、瑞利尺寸的解析表达式,数值... 为了研究部分相干平顶光束阵列在海洋湍流中的传输特性,基于拓展惠更斯-菲涅耳原理和魏格纳分布函数,结合海洋湍流的空间功率谱函数,理论推导了部分相干平顶光束阵列在海洋湍流中的传输因子、有效曲率半径、瑞利尺寸的解析表达式,数值计算并讨论了它们与光束的相干长度、海水温度与盐度变化、动能耗散率、温度方差耗散率等参量的关系。结果表明,在相同条件下,当传输距离超过400m时,相对于部分相干高斯光束、部分相干平顶光束和部分相干高斯光束阵列,部分相干平顶光束阵列受海洋湍流的影响更小,传输特性更为稳定。此结果对选择合适的光束在海洋湍流传输方面具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 海洋光学 拓展惠更斯-菲涅耳原理 WIGNER分布函数 部分相干平顶光束阵列 质量传输因子 有效曲率半径 瑞利尺寸

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超高斯贝塞尔光束在湍流大气中的传播 被引量：2

12

作者 马秀波 李恩邦 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2919-2923,共5页

针对激光束在大气中传播时,大气湍流引起的光强起伏等现象限制光束实际应用的问题,研究了消除或者减小大气湍流对光束质量影响的方法。基于广义惠更斯菲涅耳原理,通过数值模拟研究了超高斯贝塞尔(SGB)光束在不同湍流强度下的轴向和横向... 针对激光束在大气中传播时,大气湍流引起的光强起伏等现象限制光束实际应用的问题,研究了消除或者减小大气湍流对光束质量影响的方法。基于广义惠更斯菲涅耳原理,通过数值模拟研究了超高斯贝塞尔(SGB)光束在不同湍流强度下的轴向和横向光强分布。针对SGB光束在一定传播距离上具有无衍射性和自恢复性能的研究发现,在弱湍流大气环境中,尽管湍流强度的增大会加速轴上光强的衰减,但是在一定距离范围内,SGB光束仍然保持其无衍射特点。在弱湍流强度变化范围内,通过选择合适的孔径函数,可以将SGB光束的横向光强分布的峰值变化限制在不超过10%,表明SGB光束具有一定的抵制大气湍流干扰的能力。 展开更多

关键词 无衍射光束 超高斯贝塞尔光束 大气湍流 广义惠更斯菲涅耳原理

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特殊关联结构部分相干光束大气传输研究进展 被引量：1

13

作者 余佳益 蔺淑琴 +3 位作者 徐颖 朱新蕾 王飞 蔡阳健 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期392-408,共17页

相干性是激光束的一个重要特性,具有低空间相干性的激光束称为部分相干光束;关联结构(函数)是部分相干光束的一个特有参量,通过调控相干性可构建具有特殊关联结构的部分相干光束。在湍流大气中,特殊关联结构部分相干光束不仅展现出诸多... 相干性是激光束的一个重要特性,具有低空间相干性的激光束称为部分相干光束;关联结构(函数)是部分相干光束的一个特有参量,通过调控相干性可构建具有特殊关联结构的部分相干光束。在湍流大气中,特殊关联结构部分相干光束不仅展现出诸多奇特传输性质,而且能够进一步有效抑制大气湍流引起的光强及相干度分布退化、光斑漂移和光强闪烁等各种湍流负面效应,在自由空间光通信、激光雷达和激光遥感等方面有重要应用前景。近年来特殊关联结构部分相干光束大气传输研究受到越来越多学者的关注。回顾了特殊关联结构部分相干光束大气传输研究方法和发展历程,举例展示了厄米系列特殊关联结构部分相干光束的大气传输研究成果。 展开更多

关键词 大气光学 抗湍流能力 广义惠更斯-菲涅尔原理 关联结构 部分相干光束

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反常涡旋光束在分层海洋湍流中的光强和相位特性研究 被引量：3

14

作者 张艺伟 王明军 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第6期13-18,共6页

基于扩展惠更斯-菲涅尔原理在修正的海洋光学湍流频谱模型中推导了反常涡旋光束在分层海洋湍流中传输的交叉谱密度函数,在弱湍流的情况下,计算了反常涡旋光束通过分层海洋湍流传输后光束的光强和相位随湍流中传输距离的变化关系,分析了... 基于扩展惠更斯-菲涅尔原理在修正的海洋光学湍流频谱模型中推导了反常涡旋光束在分层海洋湍流中传输的交叉谱密度函数,在弱湍流的情况下,计算了反常涡旋光束通过分层海洋湍流传输后光束的光强和相位随湍流中传输距离的变化关系,分析了反常涡旋光束空间相干长度、海洋湍流相关参数和传输距离对反常涡旋光束传输的影响。结果表明:反常涡旋光束在分层海洋湍流中传输后完全退化为高斯光束;当海洋湍流处于不稳定分层时,由盐度驱动,反常涡旋光束退化速率变快,由温度驱动,反常涡旋光束退化速率减缓;相位随着传输距离的增大由四瓣退化为圆形亮斑。 展开更多

关键词 反常涡旋光束 海洋湍流 扩展惠更斯-菲涅尔原理 光强特性

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圆形周期介质内艾里光束的传输特性 被引量：2

15

作者 靳龙 张兴强 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期432-436,共5页

为了研究无衍射光波在特异材质内的传输特性,实现更优良的光波通信,将传统右手材料和双负折射率材料相结合,提出了一种轴向阶跃变化周期圆形介质结构。基于广义惠更斯-菲涅耳光学积分公式,结合光学传输矩阵,分析了艾里光束在这种传输媒... 为了研究无衍射光波在特异材质内的传输特性,实现更优良的光波通信,将传统右手材料和双负折射率材料相结合,提出了一种轴向阶跃变化周期圆形介质结构。基于广义惠更斯-菲涅耳光学积分公式,结合光学传输矩阵,分析了艾里光束在这种传输媒质中出射表面光强分布特性和侧面传输光强分布图;分析了负折射率参量对这类光波演变的影响及其补偿机理;分析了实现输出光波完美还原时,负折射率大小同介质单元长度的定量关系。结果表明,当介质孔径逐渐减小时,有限艾里光束衍射效应越来越严重,并且出射光强外形轮廓逐渐从艾里光束过渡到高斯光束;当双负折射率材料的折射率n_l的绝对值大于右手材料的折射率n_r时,出射表面实现光波完美还原的双负折射率材料单元层越长,反之则越短。该研究对分析周期或准周期轴向阶跃变化的圆形平板介质光波通信是有帮助的。 展开更多

关键词 激光光学 光强演变 有限艾里光束 广义惠更斯-菲涅耳光学公式 传输矩阵

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