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慧差光束通过海洋湍流的传输特性
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:《中国激光》
  • 时间:0
  • 分类:O436[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:四川师范大学物理与电子工程学院,四川成都610068
  • 相关基金:国家自然科学基金(61475105)
中文摘要:

随着水下光通信、传感和激光雷达等技术的快速发展,深入研究海洋湍流对光束传输特性的影响具有重要的意义。采用数值模拟方法研究了慧差光束通过海洋湍流的传输特性。研究结果表明:海洋湍流会导致光束慧形分布消失;慧差光束的质心位置与最大光强位置不重合;相比于以最大光强位置为中心,以光束质心位置为中心时计算得到的束宽要小,但其受海洋湍流影响更大;以能量Strehl比作为评价参数时,慧差越严重,则光束能量集中度受海洋湍流影响越小;以β参数作为评价参数时,当慧差系数取某特定值时,光束能量集中度受海洋湍流的影响最大,在实际应用中应该避免这种情况。能量Strehl比与β参数的物理含义不同,按照给定桶半径内所含能量定义的能量集中度(能量Strehl比)与按照给定桶中功率百分比定义的能量集中度(β参数)受海洋湍流的影响是不同的,这在实际应用中应当特别注意。

英文摘要:

With the rapid development of techniques of underwater optical communication, sensing and lidar, it is important to deeply understand the effect of oceanic turbulence on beam characteristics. The characteristics of coma beam propagating through the oceanic turbulence are studied by numerical simulation. It is shown that the comet like beam shape disappears due to the oceanic turbulence. The position of mass center dose not coincide with the position of the maximum light intensity. The beam width calculated under the condition that the position of mass center is regarded as the center is smaller than that calculated under the condition that the position of maximum light intensity is regarded as the center, but it suffers more from the oceanic turbulence. It should be mentioned that, when the energy Strehl ratio is chosen as the characteristic parameter, the larger the coma aberration coefficient is, the less the influence of the oceanic turbulence on the beam energy concentration is. If we choose β parameter as the characteristic parameter, the energy concentration suffers most from the oceanic turbulence when certain value of the coma aberration coefficient is adopted, which should be avoided in practice. Moreover, the physical meaning of the energy Strehl ratio is different from that of the β parameter. The influence of oceanic turbulence on the energy concentration defined by the energy within a given bucket radius (i. e., energy Strehl ratio) is different from that defined by the certain power percentage (i. e., p parameter), which should be paid much attention in practice.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849