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湍流大气中涡旋光束的光强分布及光学涡旋的漂移  
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【英文篇名】 Intensity Distribution and Optical Vortex Wander of Vortex Beams Propagatingin Turbulent Atmosphere
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【作者】 葛筱璐; 魏功祥; 刘晓娟; 国承山;
【英文作者】 Ge Xiaolu; Wei Gongxiang; Liu Xiaojuan; Guo Chengshan; School of Science; Shandong University of Technology; School of Physics and Electronics; Shandong Normal University;
【作者单位】 山东理工大学理学院; 山东师范大学物理与电子科学学院;
【文献出处】 光学学报 , Acta Optica Sinica, 编辑部邮箱 2016年 10期  
期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】 物理光学; 大气光学; 光强分布; 光学涡旋漂移; 数值模拟; 涡旋光束;
【英文关键词】 physical optics; atmospheric optics; intensity distribution; optical vortex wander; numerical simulation; vortex beam;
【摘要】 数值模拟了拉盖尔-高斯涡旋光束在湍流大气中传输时的光强分布和光学涡旋的漂移。由模拟结果可知,当涡旋光束在湍流大气中传输时,光强分布由最初的环形结构变为平顶结构,最终在远场演化为高斯分布;光强廓线的演变过程与传输距离、湍流强度、湍流外尺度、涡旋光束拓扑荷数、束腰宽度以及光波长有关,与湍流内尺度无关。光学涡旋在接收面的不同位置处出现的频次满足高斯分布;随着传输距离的增加、湍流的增强或涡旋光束拓扑荷数的增加,光学涡旋的漂移范围增大且在不同位置处出现的频次偏离高斯分布;适当选择涡旋光束的束腰宽度会减小光学涡旋的漂移。
【英文摘要】 The intensity distribution and the wander of optical vortices of Laguerre-Gaussian beams propagating in turbulent atmosphere are simulated numerically.The results indicate that intensity profiles of vortex beams experienced successive variation from annular structures to flattened-top profiles and finally to Gaussian profiles with the propagation.The variation is closely related with the propagation distance,the turbulence strength,the outer scale of turbulence,the number of topological charge,the width of ...
【基金】 国家自然科学基金(11474186,11304184); 山东省自然科学基金(ZR2013FM007); 山东省高等学校科技计划(J13LN28)
【更新日期】 2016-12-28
【分类号】 O436
【正文快照】 光波在湍流大气中传输时,大气折射率的随机起伏将导致光波的相位畸变和振幅起伏,从而引起光强闪烁、光斑抖动、光束扩展和漂移等一系列湍流效应。涡旋光束作为一种特殊光场,具有螺旋形波前结构和确定的光子轨道角动量[1],在自由空间光通信中可以作为信息的载体[2-5]。然而,作为

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