部分相干光束在各向异性湍流中的传输特性

论文摘要

激光是基于受激辐射和光放大的原理而产生的,自1917年提出“受激辐射”概念到第一台激光器问世,激光因其极高的光束质量和稳定的特性受到研究人员的关注,激光技术被广泛的应用于人类生产以及生活当中的各个领域,而其中自由空间激光通信技术更是激光应用领域内一直被世界各国研究者所热衷研究的技术。以激光为载体的通信技术具有数据传输效率高、抗干扰能力强等优点。但是大气中大气湍流带来的湍流效应却会影响激光通信的效率。大量实验研究表明,使用介于完全相干光束和完全非相干光束之间的部分相干光束传输时会减少大气中湍流对光束的影响,从而降低湍流引起的负面效应,如,光束的闪烁因子和光束漂移等都能得到明显的降低,运用到激光通信技术中会使通信效率更高。本文主要介绍了部分相干光束基础理论;大气湍流理论,包括大气湍流效应的研究现状、大气湍流对激光通信影响的现状研究、大气湍流的统计理论;激光传输的基本理论以及一种非均匀相关部分相干光束的理论产生以及在各向异性湍流中的传输特性。文章主要内容是针对具有空间非均匀关联的部分相干光束的理论构建、光谱密度与强度最大值等相关传输特性的研究。在第一章,主要对传统部分相干光束的研究和大气湍流理论以及对于非均匀相关部分相干光束的研究进展进行了简单的介绍。在第二章,对基础理论知识的介绍,首先是部分相干的基础知识,包括空间-时间域的互相干函数以及空间频率域的交叉谱密度函数,然后介绍了激光传输的基本理论以及方法,最后介绍了大气湍流基本理论,包括大气湍流效应的研究现状、大气湍流对激光通信的影响以及大气湍流的统计理论。在第三章,介绍了非均匀相关部分相干光束及其研究进展,光束的基本理论以及其特有的传播特性,如不同于传统高斯谢尔模型光束的强度最大值的轴向偏移等。在第四章,提出了一种产生具有非均匀相关光束交叉谱密度的方法,对比了该光束与基础高斯光束在不同环境中的传输性质,包括光谱密度、强度最大值以及桶中功率（PIB）等。在第五章,总结了文章中的主要观点并对今后可以继续深入研究的方向作了展望。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 道文涛

导师: 王飞

关键词: 部分相干,非均匀相关光束,各向异性,大气湍流

来源: 苏州大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学,物理学

单位: 苏州大学

分类号: O357.5;O436

DOI: 10.27351/d.cnki.gszhu.2019.001100

总页数: 69

文件大小: 4148K

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