推导出部分相干厄米高斯(H-G)列阵光束在大气湍流中等效曲率半径R的解析公式。该公式具有一般性,它可简化为几种典型特例。研究表明湍流导致光束的R减小。光强叠加时R受湍流的影响比交叉谱密度函数叠加时小。自由空间中高斯谢尔模型列阵光束和高斯列阵光束的R比部分相干H-G列阵光束的大,但受湍流的影响也更大。自由空间中单束部分相干H-G光束的R比部分相干H-G列阵光束的小,但受湍流的影响也更小。光强叠加情况下,自由空间中完全相干H-G列阵光束的R比部分相干H-G列阵光束的大,但受湍流的影响也更大。一般来说,自由空间中R越大其受湍流影响也越大。因此,当光束传输到一定距离之后,湍流使得原来在自由空间中较大的R变小,而较小的R变大。
大气光学 等效曲率半径 解析研究方法 大气湍流 部分相干厄米高斯列阵光束 列阵光束的叠加方式 中国激光
2011, 38(s1): s102003
推导出了部分相干厄米-高斯(H-G)列阵光束通过湍流大气传输的二阶矩束宽和远场发散角的解析公式。采用远场发散角作为光束方向性的评价参数,研究了部分相干H-G列阵光束通过湍流大气传输的方向性。研究表明:在一定条件下,部分相干H-G列阵光束与对应的高斯光束不论在自由空间还是湍流大气中均具有相同的方向性。此外,进一步研究发现,在自由空间中,由远场发散角和归一化远场平均光强分布所表征的部分相干H-G列阵光束的方向性是不一致的,但湍流可以使得两种描述相一致。这一结论与高斯-谢尔模型(GSM)列阵光束的相关结论存在差异。在自由空间中,与高斯光束具有相同远场发散角的非相干合成的GSM列阵光束与对应的高斯光束具有相同的归一化远场光强分布。
大气光学 方向性 湍流 部分相干厄米-高斯列阵光束 远场发散角 远场平均光强