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题名径向高斯涡旋光束阵列在大气中传输的闪烁指数分析
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作者
张延娜
欧军
池灏
杨淑娜
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机构
杭州电子科技大学通信工程学院
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出处
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025年第1期142-149,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(No.41905024,No.62375071,No.62101168)。
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文摘
涡旋光束阵列在自由空间光通信领域有很大的应用价值。本文采用多相位屏模拟大气湍流,研究了径向高斯涡旋光束阵列在大气湍流环境中传输的光场演化过程和轴上闪烁特性,分析了不同初始光束参数对径向高斯涡旋光束阵列的轴上闪烁指数的影响,并将其与单束高斯涡旋光束的轴上闪烁指数进行对比。研究结果表明:在弱湍流区域,rytov指数小于0.5时,单束高斯涡旋光束的轴上闪烁指数一直保持在小于1的数值区域,远小于径向高斯涡旋光束的轴上闪烁指数;而在中等强度湍流区域,径向高斯涡旋光束阵列的轴上闪烁指数小于单束高斯涡旋光束的轴上闪烁指数。此外,还发现径向高斯涡旋光束阵列的轴上闪烁指数会随着轨道角动量值的减小和径向阵列半径的增大而减小。研究结果对于大气湍流环境下的涡旋光通信具有一定的理论意义和应用价值。
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关键词
径向高斯涡旋光束阵列
轴上闪烁指数
相位屏仿真
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Keywords
radial Gaussian vortex beam array
on-axis scintillation index
multi-phase screen simulation
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分类号
TN929.1
[电子电信—通信与信息系统]
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题名弱风条件下斜程海洋湍流中涡旋光束的传输特性
被引量：1
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作者
吴鹏飞
李成毓
雷思琛
谭振坤
王姣
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机构
西安理工大学自动化与信息工程学院
西安市无线光通信与网络研究重点实验室
西安工业大学光电工程学院
陕西科技大学电子信息与人工智能学院
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第2期148-158,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(62001363,62101313)
陕西省教育厅服务地方专项计划项目(20JC027)
+4 种基金
陕西省科技厅重点研发计划-工业领域一般项目(2022GY-100)
陕西省科协青年人才支持项目(20220142)
陕西省科技成果转移与推广计划项目(2020CGXNG-041)
西安市高校院所科技人员服务企业项目(22GXFW0074,22GXFW0004,22GXFW0050)
碑林区2023年应用技术研发储备工程项目(GX2342)。
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文摘
光束在海洋介质中传输会极大地受到海洋湍流的影响。此外,涡旋光束轨道角动量的复用会极大地提高系统容量,因此研究涡旋光束在海洋湍流中的传输具有重要意义。在水平海洋湍流理论基础上,创新性地构建了斜程路径上海洋湍流相位屏模型,以相位结构函数为依据验证了海洋湍流相位屏的准确性,根据多相位屏法搭建准直高斯涡旋光束在海洋湍流中的上行传输链路模型。数值模拟并分析了不同天顶角、海洋湍流内外尺度及拓扑荷数等其他海洋湍流参数对准直高斯涡旋光束经海洋湍流上行传输的光强及相位分布、光束漂移、轴上闪烁指数和长曝光光斑半径的影响。结果表明:涡旋光束的拓扑荷数越小、天顶角越小,光束受到湍流的影响越大;在海洋湍流上行传输链路中,准直高斯涡旋光束的光束漂移、轴上闪烁指数及长曝光光斑半径随海洋湍流外尺度的增大而增大,且主要受传输距离的影响;理想情况下,取海洋湍流外尺度为无穷大,会高估湍流对光束的影响;由于涡旋光束的本身特性,拓扑荷数对光强及相位分布和长曝光光斑半径的影响也较为显著。
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关键词
海洋光学
斜程海洋湍流
相位屏
轴上闪烁指数
光束漂移
长曝光光斑半径
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Keywords
ocean optics
ocean turbulence in the slant path
phase screen
on-axis scintillation index
beam wander
long-exposure beam radius
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分类号
O436
[机械工程—光学工程]
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