随机电磁高阶Bessel-Gaussian光束在海洋湍流中的传输特性∗

刘永欣 陈子阳 蒲继雄

(华侨大学信息科学与工程学院,福建省光传输与变换重点实验室,厦门 361021)

随机电磁高阶Bessel-Gaussian光束在海洋湍流中的传输特性∗

刘永欣 陈子阳 蒲继雄†

(华侨大学信息科学与工程学院,福建省光传输与变换重点实验室,厦门 361021)

(2017年1月14日收到;2017年3月14日收到修改稿)

利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式得到了随机电磁高阶Bessel-Gaussian光束在海洋湍流中传输的交叉谱密度矩阵的一般表达式,通过数值计算主要研究了随机电磁高阶Bessel-Gaussian光束在海洋湍流中传输时其在远场输出面的统计特性的变化,包括归一化光谱强度、光谱偏振度、两点的光谱相干度等.数值模拟结果显示海洋湍流能够对随机电磁高阶Bessel-Gaussian光束的归一化光谱强度分布产生影响,随着传输距离的增加,零阶Bessel-Gaussian光束中心出现凹陷,高阶Bessel-Gaussian光束中心会变平坦继而又凹陷下去,不管零阶还是高阶,当传输距离增加到足够远,光强分布都会演变成最终的类高斯分布.x轴上各点的偏振度改变与相干长度δxx,δyy以及海洋湍流参数有关.x轴上任意一点和原点这两点的光谱相干度也随x的增加而呈振荡变化,并且海洋的均方温度耗散率χT对光谱相干度有影响.

海洋湍流,随机电磁光束,高阶Bessel-Gaussian光束,传输

1 引 言

最近,随着海洋探测和光通信技术的发展,光在海洋中的传输、成像引起了人们的兴趣,人们逐渐认识到研究激光束受到海洋湍流影响的必要性.2011年,Korotkova研究小组[1−3]采用一种由温度和盐度共……