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一维阵列涡旋光束在海面大气中的传输特性
被引量：
4
1
作者
侯政诚
张明明
+3 位作者
白胜闯
厉淑贞
刘俊
胡友友
《中国光学（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期300-311,共12页
相较于单涡旋光束,涡旋阵列光束能够扩充信息的传输容量,研究其传输特性对其光通信应用具有重要意义。本文选取阶数为n的螺旋因斯-高斯(HIG_(n,n))模式,采用海上大气折射率变换的功率谱,模拟海面大气湍流。基于相位屏法研究了一维阵列...
相较于单涡旋光束,涡旋阵列光束能够扩充信息的传输容量,研究其传输特性对其光通信应用具有重要意义。本文选取阶数为n的螺旋因斯-高斯(HIG_(n,n))模式,采用海上大气折射率变换的功率谱,模拟海面大气湍流。基于相位屏法研究了一维阵列涡旋光束在海面大气湍流中光强、相位、闪烁因子和质心漂移的变化情况。结果表明:(1)HIG_(n,n)模式的闪烁因子和质心漂移标准差随湍流强度以及大气湍流内尺度的增加而增加;(2)n为奇数的HIG_(n,n)模式的闪烁因子随着阶数的增大而减小,且高于n为偶数的HIG_(n,n)模式;(3)阶数n>1的HIG_(n,n)模式比LG_(0,1)模式具有更好的稳定性;(4)阶数越高,HIG_(n,n)模式的质心漂移标准差越小。其次,选取线性阵列涡旋光束(LAVBs)进行对比,研究得出虽然LAVBs比HIG光束具有更好的传输性能,但由于HIG光束具有独特的结构,故可适用于不同的应用场景。最后,分析了椭圆参量和椭圆环数对HIG模式传输的影响,结果表明适当地增大椭圆参量或椭圆环数有助于提高HIG模式的抗湍流能力。本文研究结果对涡旋光束的海上应用具有指导意义。
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关键词
大气光学
螺旋因斯高斯模式
阵列涡旋光束
闪烁因子
湍流
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职称材料
艾里涡旋光束阵列的近轴与非近轴传输特性研究
2
作者
靳龙
何西
兰英
《激光杂志》
北大核心
2025年第7期36-44,共9页
为研究艾里涡旋光束阵列(Finite Airy Gaussian vortex beam array,FAGVBA)在各向同性介质中的近轴与非近轴光强演变特征,应用角谱法推导了近轴传输时的横向电场分量及非近轴情况下的纵向电场分量解析表达式。研究了介质折射率和线极化...
为研究艾里涡旋光束阵列(Finite Airy Gaussian vortex beam array,FAGVBA)在各向同性介质中的近轴与非近轴光强演变特征,应用角谱法推导了近轴传输时的横向电场分量及非近轴情况下的纵向电场分量解析表达式。研究了介质折射率和线极化偏向角对FAGVBA光强分布的影响。结果表明,除了光源附近外,主要是FAGVBA的旁瓣受到涡旋空心暗斑的调制。随着折射率增加,FAGVBA的自加速效应减缓,导致子波的弯曲度减小及焦点位置增大。而偏向角的增加使得x-分量光强减小,y-分量光强增大。非近轴情况下,电场的纵向分量将在光束阵列传输过程中产生,但强度较小,通常可忽略不计。
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关键词
激光光学
有限能量艾里
涡旋
光束
阵列
近轴与非近轴
线偏振
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职称材料
径向高斯涡旋光束阵列在大气中传输的闪烁指数分析
3
作者
张延娜
欧军
+1 位作者
池灏
杨淑娜
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025年第1期142-149,共8页
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...
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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职称材料
题名
一维阵列涡旋光束在海面大气中的传输特性
被引量：
4
1
作者
侯政诚
张明明
白胜闯
厉淑贞
刘俊
胡友友
机构
江苏科技大学理学院
浙江省光电探测材料及器件重点实验室
宁波大学高等技术研究院
出处
《中国光学（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期300-311,共12页
基金
国家自然科学基金青年基金(No.12104189,No.12104190)
江苏省自然科学基金青年基金(No.BK20190953,No.BK20210874)
+2 种基金
江苏省产学研合作项目(No.BY2020680)
江苏省高等学校自然科学研究面上项目(No.20KJB140008)
浙江省光电探测材料及器件重点实验室开放基金(No.KLPMD2105)。
文摘
相较于单涡旋光束,涡旋阵列光束能够扩充信息的传输容量,研究其传输特性对其光通信应用具有重要意义。本文选取阶数为n的螺旋因斯-高斯(HIG_(n,n))模式,采用海上大气折射率变换的功率谱,模拟海面大气湍流。基于相位屏法研究了一维阵列涡旋光束在海面大气湍流中光强、相位、闪烁因子和质心漂移的变化情况。结果表明:(1)HIG_(n,n)模式的闪烁因子和质心漂移标准差随湍流强度以及大气湍流内尺度的增加而增加;(2)n为奇数的HIG_(n,n)模式的闪烁因子随着阶数的增大而减小,且高于n为偶数的HIG_(n,n)模式;(3)阶数n>1的HIG_(n,n)模式比LG_(0,1)模式具有更好的稳定性;(4)阶数越高,HIG_(n,n)模式的质心漂移标准差越小。其次,选取线性阵列涡旋光束(LAVBs)进行对比,研究得出虽然LAVBs比HIG光束具有更好的传输性能,但由于HIG光束具有独特的结构,故可适用于不同的应用场景。最后,分析了椭圆参量和椭圆环数对HIG模式传输的影响,结果表明适当地增大椭圆参量或椭圆环数有助于提高HIG模式的抗湍流能力。本文研究结果对涡旋光束的海上应用具有指导意义。
关键词
大气光学
螺旋因斯高斯模式
阵列涡旋光束
闪烁因子
湍流
Keywords
atmospheric optics
helical ince-gaussian mode
array vortex beam
scintillation index
turbulence
分类号
O436 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
艾里涡旋光束阵列的近轴与非近轴传输特性研究
2
作者
靳龙
何西
兰英
机构
湖北汽车工业学院数理与光电工程学院量子信息与精密光学十堰市重点实验室
湖北汽车工业学院储能与动力电池湖北省重点实验室光电技术协同创新中心
出处
《激光杂志》
北大核心
2025年第7期36-44,共9页
基金
湖北省自然科学基金(No.2024AFD109)。
文摘
为研究艾里涡旋光束阵列(Finite Airy Gaussian vortex beam array,FAGVBA)在各向同性介质中的近轴与非近轴光强演变特征,应用角谱法推导了近轴传输时的横向电场分量及非近轴情况下的纵向电场分量解析表达式。研究了介质折射率和线极化偏向角对FAGVBA光强分布的影响。结果表明,除了光源附近外,主要是FAGVBA的旁瓣受到涡旋空心暗斑的调制。随着折射率增加,FAGVBA的自加速效应减缓,导致子波的弯曲度减小及焦点位置增大。而偏向角的增加使得x-分量光强减小,y-分量光强增大。非近轴情况下,电场的纵向分量将在光束阵列传输过程中产生,但强度较小,通常可忽略不计。
关键词
激光光学
有限能量艾里
涡旋
光束
阵列
近轴与非近轴
线偏振
Keywords
laser beam
finite airy gaussian vortex beam array
paraxial and non-paraxial conditions
linear polarization
分类号
TN241 [电子电信—物理电子学]
在线阅读
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职称材料
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
3
作者
张延娜
欧军
池灏
杨淑娜
机构
杭州电子科技大学通信工程学院
出处
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025年第1期142-149,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.41905024,No.62375071,No.62101168)。
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。
关键词
径向高斯
涡旋
光束
阵列
轴上闪烁指数
相位屏仿真
Keywords
radial Gaussian vortex beam array
on-axis scintillation index
multi-phase screen simulation
分类号
TN929.1 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
一维阵列涡旋光束在海面大气中的传输特性
侯政诚
张明明
白胜闯
厉淑贞
刘俊
胡友友
《中国光学（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
艾里涡旋光束阵列的近轴与非近轴传输特性研究
靳龙
何西
兰英
《激光杂志》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
径向高斯涡旋光束阵列在大气中传输的闪烁指数分析
张延娜
欧军
池灏
杨淑娜
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025
0
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职称材料
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