湍流大氣低階像差對聚焦高斯渦旋光束焦面光強的影響.pdf

1、激光在大氣中傳輸過程中因大氣湍流的存而出現(xiàn)光束的迅速擴展，從而使激光遠距離光通信應(yīng)用受到極大的限制。正因為如此，湍流對大氣中傳輸激光束質(zhì)量的影響引起國內(nèi)外很多學(xué)者的關(guān)注。而希望通過自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)減小湍流引起的像差，提高傳輸光束質(zhì)量，人們必須了解大氣湍流各級子像差對傳輸光束波前的影響。因此，研究湍流各級子像差對渦旋光束的影響，對湍流大氣光傳輸理論的研究，對渦旋光束在大氣光通信中的實際應(yīng)用，都具有重要的意義。
　　 本文主要研究湍流

2、大氣三種低階像差對高斯背景聚焦渦旋光束焦面光強空間分布的影響。通過利用大氣像差的Zernike多項式展開，研究了三種湍流低階像差，即:傾斜、散焦和象散對聚焦高斯渦旋光束的影響，同時分析了三種像差和湍流總像差的差異，分別得出了三種大氣湍流像差對聚焦高斯渦旋光束焦面光強分布的影響規(guī)律。在菲涅爾一基爾霍夫衍射積分理論的基礎(chǔ)上，利用Zernike多項式的展開，得出了大氣湍流中三種低階像差的波相位函數(shù)，并由此得出了斜程傳輸條件下三種像差對應(yīng)的渦旋

3、光束焦面光強的分布方程。采用數(shù)值模擬的方法研究了不同湍流強度、傳輸距離和拓撲荷條件下三種低階像差的影響規(guī)律。
　　 研究結(jié)果表明:
　　 1、三種低階像差中，傾斜像差的影響最大。在弱湍流區(qū)域，湍流傾斜像差為主要影響，散焦和象散兩種像差的影響可以忽略:在中等湍流區(qū)域傾斜像差的影響仍是最大。
　　 2、在弱湍流區(qū)域，散焦和象散兩種像差影響很小，可以忽略；而在中等湍流區(qū)域，散焦和象散兩種像差的影響都十分顯著，不能被忽略