导读:本文包含了光束传输参数论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光束,湍流,参数,大气,光学,激光,效应。
光束传输参数论文文献综述
张洁[1]（2019）在《部分相干光大气湍流传输光束参数模拟技术研究》一文中研究指出作为信息载体的激光光束在大气中传输时,大气湍流效应会导致通信系统信噪比下降,误码率升高,严重影响通信系统性能。大量研究表明,部分相干光受到大气湍流的影响比完全相干光要小,因此研究部分相干光的传输特性具有实际价值和意义。由于外场实验成本过高,操作不便,室内传输模拟技术逐渐成为研究的热点。本文将液晶空间光调制器(Liquid Crystal On Silicon Modulator,LC-SLM)应用到激光传输系统中,利用LC-SLM的相位调制原理对初始光源的光束参数进行调控,模拟相干度不同的部分相干光在大气湍流中的传输。本文首先对光波的相干特性及采用LC-SLM对光束相干长度进行调制的基本原理进行了研究,实验生成相干度为0.3mm和3mm的部分相干光并对其进行了相干度检测,证明了LC-SLM可以高精度的生成部分相干光。其次,研究了基于LC-SLM的动态大气湍流模拟技术,采用功率谱反演法迭加4级低频谐波的方式生成湍流相位屏,构建室内动态大气湍流信道仿真平台,通过测量光束受湍流影响下的到达角起伏方差反演出大气相干长度的值与理论设置的值进行对比,实验得到该系统的均方根误差为0.0121m。验证了LC-SLM具有高精度的模拟湍流的能力。最后,提出了基于LC-SLM的部分相干光大气湍流传输的复合调控技术,统计分析了部分相干光和完全相干光在通过大气湍流后的光斑质心的偏移量,光强闪烁因子和光束扩展程度,实验结果均得出,部分相干光受湍流影响比完全相干光要小,且光束相干长度越小受影响越小的结论。通过上述分析与实验,验证了基于LC-SLM的部分相干光大气湍流传输模拟技术的可行性和有效性。综上所述,本文所研究的课题,为研究部分相干光在大气湍流中传输提供模拟手段。其次,该课题的实验结果还可用于部分相干光的通信系统实验设计,为优化通信光源提供参考。(本文来源于《长春理工大学》期刊2019-06-01）
高超[2]（2018）在《湍流信道中高斯光束传输特性及光学参数估计方法研究》一文中研究指出无线激光通信是以激光波束作为信号载体、在非导波介质中实现高码率长距离信息交互的一种通信模式。它具有大信道容量、高传输码率、抗电磁干扰、反敌台窃听等诸多优越性。大气圈层无疑是无线激光通信系统必须面对的最错综复杂的非导波介质环境之一。大气圈层中含有衰落特性的大气湍流效应能够破坏激光波束的相干性,导致与光学性质密切相关的若干物理量偏离系统设计指标和有效工况条件,降低通信链路的性能。正确认识和全面把握激光波束在湍流随机场中的光场强度和波前相位等物理特征,是无线激光通信技术大规模工程应用的必要前提。因此,对大气湍流效应建立完善的理论模型以及对大气光学参数发展精准的测试技术显得尤为重要。本文以在大气圈层中传输的Gaussian光束为对象,围绕大气湍流效应与大气光学参数之间的非线性关系,先后从大气湍流效应理论模型和大气光学参数测试方法这两个层面出发,建立基于同一折射率功率谱的、具有更广适用度的数学模型,设计大气光学参数同步测试方案,解决基于光学模型法的大气光学参数测试结果一致性的科学问题。完成的主要工作如下所述。调制传递函数能够综合刻画光学系统成像图案的失真程度。既有模型一般只涉及平面波和球面波的情形。本文建立了Gaussian光束的调制传递函数模型。该模型适用于在非Kolmogorov湍流中内、外尺度的作用不可忽视的情形。借助复变函数、高等代数等数学知识推导得到了便于实际应用的简化表达式,分析了多个模型参数的改变对调制传递函数的影响规律,将平面波和球面波对应的调制传递函数特性推广到Gaussian光束的情形。光强闪烁是当发射天线处出射光束功率固定时,经过湍流信道后入射光束在接收天线处的强度围绕平均值上下波动的现象。既有模型通常未能综合考虑孔径平均效应和内外尺度的作用。本文建立了考虑孔径平均效应的光强闪烁指数模型,分析了多个模型参数的改变对光强闪烁指数的影响规律,发现了在孔径平均效应下光强闪烁指数对外尺度的变化没有对内尺度的变化敏感的现象,讨论了在孔径平均效应下光强闪烁对无线激光通信系统接收性能的影响。光束漂移是当光束传播经过湍流信道后,成像光斑重心在接收天线所处平面内、以肉眼可见的频率紊乱跳动的现象。光斑扩展是与真空传输相比,经过湍流信道的光束成像光斑面积在接收天线所处平面内扩大和展宽的现象。既有模型习惯采用几何光学近似方法,而没有分析引入的误差情况。本文分别建立了独立于几何光学近似方法的漂移方差模型和长期扩展半径模型,分析了多个模型参数的改变对漂移方差和长期扩展半径的影响规律,对比了基于几何光学近似方法的漂移方差和长期扩展半径,发现了幂律指数与由几何光学近似方法引入的误差之间的联系,归纳了在非Kolmogorov湍流中几何光学近似方法的适用性条件。到达角是畸变波前相位包络法线与无畸变波前相位包络法线的夹角。既有模型一般只涉及平面波和球面波的情形。本文提出了在弱起伏条件下考虑孔径平均效应的Gaussian光束的到达角起伏方差启发式模型。该模型认为在一定条件下Gaussian光束的到达角起伏方差可以用平面波和球面波的到达角起伏方差的线性组合来表达。利用相位屏等手段验证了该模型的合理性,分析了多个模型参数的改变对到达角起伏方差的影响规律,发现了Gaussian光束的到达角起伏方差对内尺度的变化没有对外尺度的变化敏感的现象。在采用光学模型法对整条链路的等效大气光学参数进行测试时,对于同一大气光学参数而言,基于不同大气湍流效应的测试方法可能得到存在显着差异的结果,不利于无线激光通信信道的标定。本文提出了一种根据多个大气湍流效应测试值并行反演多个大气光学参数的方法。该方法充分利用本文建立的、基于同一折射率功率谱的理论模型,从数学的角度将基于光学模型法的多个大气光学参数同步测试转化为对偶的优化问题。结合本文改进的、具有更高收敛阶数的群智能优化算法实现了该问题的求解,分别利用仿真数据和实测数据验证了该测试方法的可行性和有效性,保证了基于光学模型法的多个大气光学参数同步测试结果的一致性。本文的研究成果已在非导波介质信道分析仪的实际应用中体现独特优势,在毫米波&红外光综合无线收发机的研制过程中提供重要依据。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-09-26）
李成强,王挺峰,张合勇,谢京江,刘立生[3]（2014）在《光源参数及大气湍流对电磁光束传输偏振特性的影响》一文中研究指出根据光束扩展理论,以部分相干的电磁高斯-谢尔光束为研究对象,分析了电磁光束传输时其偏振特性的变化机理.结果表明,光源参数和大气湍流对电磁光束分量扩展的影响是导致传输过程中电磁光束偏振特性变化的原因.在真空中传输时,电磁光束两分量的相干性存在差异,导致传输时电磁光束两分量扩展快慢不同,从而引起传输路径上光束谱偏振度的变化.在大气湍流中,电磁光束两分量扩展的快慢与光源参数和大气湍流强度均有关,当传输路径较短时,电磁光束偏振变化主要与光源参数有关,变化特性与在真空中传输时的情况类似,而传输距离较远时,电磁光束偏振变化受大气湍流的影响明显,变化特性与在真空中传输时的情形存在不同.(本文来源于《物理学报》期刊2014年10期）
周国泉[4]（2012）在《高斯涡旋光束的光束传输因子和峭度参数》一文中研究指出基于强度二阶矩定义,导出了高斯涡旋光束光束传输因子即M~2因子的解析表达式,高斯涡旋光束的M~2因子唯一取决于拓扑电荷数n.数值计算表明,高斯涡旋光束的M~2因子随着拓扑电荷数n的增大而增大.基于强度高阶矩,还导出了高斯涡旋光束经傍轴ABCD光学系统传输时峭度参数的解析表达式,高斯涡旋光束的峭度参数取决于拓扑电荷数n、参数δ、矩阵元A和矩阵元D.在自由空间传输时,高斯涡旋光束的峭度参数仅取决于拓扑电荷数n和参数δ.自由空间传输时,高斯涡旋光束峭度参数的变化规律为:峭度参数随参数δ的增大先减小而后趋向于一最小值,随拓扑电荷数n的增大而减小.这一研究有助于高斯涡旋光束的实际应用.(本文来源于《物理学报》期刊2012年17期）
黄永平,赵光普,高曾辉[5]（2011）在《高斯-谢尔模光束在湍流大气中的传输特征参数》一文中研究指出基于广义惠更斯-菲涅耳原理和Winger分布函数(WDF)二阶矩的定义,推导出高斯-谢尔模型(GSM)光束在湍流中的均方根束宽、角宽以及M2因子的解析表达式,并进行了详细分析和数值计算.结果表明,它们分别随光束的相干长度σ、束腰宽度w0、波长λ、湍流的折射率起伏结构常数C2n和传输距离z的变化而变化.随着C2n和z的增大,以及σ的减小,GSM光束在湍流大气中的均方根束宽、角宽以及M2因子明显增大.(本文来源于《西南师范大学学报(自然科学版)》期刊2011年04期）
李伽[6]（2011）在《矢量光束传输与散射特性及相关参数约束条件的理论研究》一文中研究指出近二十年来,电磁波通过介质传输及散射的相关理论研究在自由空间通信、目标探测以及光信息处理等众多领域越来越显示出其重要性,受到了国内外学者极大的关注。其中,矢量光束通过大气湍流等介质的传输、散射特性及其偏振态、相干度等光束参量恒定条件目前已成为国际研究热点。本文基于矢量光束的传输、散射理论并结合偏振、相干等处理方法,对特型高斯、非均匀偏振等矢量光束在大气湍流和单轴晶体等介质中传输及散射的几个相关理论进行了建模,对其在传输和散射过程中的偏振态及相干度等光束参量恒定条件分别进行了推导,主要内容可分为以下几个方面：特型高斯矢量光束的传输特性研究。利用矢量角谱和驻相法,对特型高斯矢量光束(四瓣高斯、厄米余弦高斯和高阶双曲余弦高斯)的传输矢量结构和能量分布进行了推导和数值仿真,得到其远场传输特性与光束参数相互作用的重要结论；基于归一化的柯林斯衍射方程,将标量相干四瓣高斯光束传输的理论进一步拓展到部分相干矢量四瓣高斯光束的情况,并针对光束参数的影响效果进行了分析,从理论上阐述了空间矢量相关性是导致光束传输特性变化的主要原因。此外,基于电磁波偏振相干统一理论,分别对辐射矢量厄米高斯和双曲余弦高斯光束的参数条件进行了研究,得到了光源相干长度与束腰半径须满足一定关系不等式的结论。随机电磁光束在大气湍流和光学系统中的传输特性研究。基于拓展的惠更斯-菲涅耳传输方程,对部分相干四瓣高斯光束通过大气湍流介质后的光束展宽和光强分布特性进行了仿真研究,提出可以通过适当选取相干长度和阶数以控制光束在湍流中质量衰减的理论方法；得到了像散随机电磁光束通过大气湍流传输后偏振度保持恒定的光源参数约束条件,并将该解析条件进一步拓展至任意矩阵元素的像散光学系统中,并证明该充分条件的成立不受大气湍流结构参数等其它因素的制约,具有一定的独立性。此外,还对部分相干高斯光束通过光学谐振腔的光谱偏移及光谱开关现象进行了研究和讨论。非均匀偏振光束在单轴晶体中的传输特性研究。基于矢量光束在单轴晶体中传输的理论,分别对圆柱偏振矢量光束、洛伦兹矢量光束等通过单轴晶体传输后的光强、偏振态、展宽和峭度等物理量分布特性进行了推导及数值仿真,并对晶体的各向异性影响作用进行了阐述。此外,对随机电磁光束在单轴晶体中传输的交叉偏振度恒定条件进行了推导,得到了光束在传输过程中的强度涨落保持恒定的光源参数约束条件。矢量平面波通过随机介质的散射特性研究。基于一阶玻恩近似,将标量平面波通过随机介质散射的相干度恒定条件进一步拓展到矢量平面波散射情况下,对后者解析式与前者之间的差别进行了讨论,并着重围绕入射波矢量相关性对该恒定条件的影响进行了分析。此外,将标量平面波散射的二阶强度相关函数进一步拓展到矢量平面波散射情况下,从理论上阐述了入射波偏振信息及散射角度的可变性是导致两者之间解析形式差别的主要物理因素。(本文来源于《南京理工大学》期刊2011-04-01）
王英俭,黄印博[7]（2006）在《聚焦平台光束大气传输光束扩展的定标参数分析》一文中研究指出建议采用63．2％环围能量半径及其内平均功率密度描述激光器大气传输光斑扩展特性。通过利用数值模拟及实验观测相结合的方法,对聚焦平台光束大气传输线性效应及湍流热晕相互作用引起的光束扩展进行了大量的数值模拟及部分实验研究,建立了描述聚焦平台光束大气传输光束扩展与大气传输特征物理参量的定标关系,从而为激光工程应用的可行性及系统参量的优化设计提供依据。(本文来源于《量子电子学报》期刊2006年03期）
康小平,吕百达[8]（2005）在《平顶光束K参数的解析传输方程》一文中研究指出从Li提出的平顶光束模型和Collins公式出发,推导出平顶光束通过近轴ABCD光学系统K参数的解析传输公式。平顶光束的K参数与光束阶数M、瑞利长度zR和传输矩阵元A/B有关。另一方面,基于强度矩的传输方程,通过繁冗的积分,也推导出K参数的解析传输方程。大量数值计算结果证明二者所得结果相同。对平顶光束K参数的传输特性用数值计算例作了说明。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2005年06期）
刘小平[9]（2002）在《高斯光束的特征参数在传输变换中的作用》一文中研究指出在聚焦、扩束、准直等需要改变光能量分布的场合 ,考证了高斯光束特征参数b、W0 在传输变换中对选择物距、透镜焦距及光学系统的指导作用 ,考证了虚像存在的条件 ,并分析了b、W0 对变换结果的影响(本文来源于《湛江师范学院学报》期刊2002年03期）
刘勇,刘承宜,胡巍,保宗悌[10]（1999）在《叁阶非线性光束传输特性参数的差分计算》一文中研究指出本文发展了叁阶非线性傍轴光束传输的差分计算法，并通过将光束传输特性参数的模拟计算与解析研究结果的比较予以评价。研究表明，差分法不但比分步Ｆｏｕｒｉｅｒ 法快，而且精度比后者高(本文来源于《激光杂志》期刊1999年05期）
光束传输参数论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
无线激光通信是以激光波束作为信号载体、在非导波介质中实现高码率长距离信息交互的一种通信模式。它具有大信道容量、高传输码率、抗电磁干扰、反敌台窃听等诸多优越性。大气圈层无疑是无线激光通信系统必须面对的最错综复杂的非导波介质环境之一。大气圈层中含有衰落特性的大气湍流效应能够破坏激光波束的相干性,导致与光学性质密切相关的若干物理量偏离系统设计指标和有效工况条件,降低通信链路的性能。正确认识和全面把握激光波束在湍流随机场中的光场强度和波前相位等物理特征,是无线激光通信技术大规模工程应用的必要前提。因此,对大气湍流效应建立完善的理论模型以及对大气光学参数发展精准的测试技术显得尤为重要。本文以在大气圈层中传输的Gaussian光束为对象,围绕大气湍流效应与大气光学参数之间的非线性关系,先后从大气湍流效应理论模型和大气光学参数测试方法这两个层面出发,建立基于同一折射率功率谱的、具有更广适用度的数学模型,设计大气光学参数同步测试方案,解决基于光学模型法的大气光学参数测试结果一致性的科学问题。完成的主要工作如下所述。调制传递函数能够综合刻画光学系统成像图案的失真程度。既有模型一般只涉及平面波和球面波的情形。本文建立了Gaussian光束的调制传递函数模型。该模型适用于在非Kolmogorov湍流中内、外尺度的作用不可忽视的情形。借助复变函数、高等代数等数学知识推导得到了便于实际应用的简化表达式,分析了多个模型参数的改变对调制传递函数的影响规律,将平面波和球面波对应的调制传递函数特性推广到Gaussian光束的情形。光强闪烁是当发射天线处出射光束功率固定时,经过湍流信道后入射光束在接收天线处的强度围绕平均值上下波动的现象。既有模型通常未能综合考虑孔径平均效应和内外尺度的作用。本文建立了考虑孔径平均效应的光强闪烁指数模型,分析了多个模型参数的改变对光强闪烁指数的影响规律,发现了在孔径平均效应下光强闪烁指数对外尺度的变化没有对内尺度的变化敏感的现象,讨论了在孔径平均效应下光强闪烁对无线激光通信系统接收性能的影响。光束漂移是当光束传播经过湍流信道后,成像光斑重心在接收天线所处平面内、以肉眼可见的频率紊乱跳动的现象。光斑扩展是与真空传输相比,经过湍流信道的光束成像光斑面积在接收天线所处平面内扩大和展宽的现象。既有模型习惯采用几何光学近似方法,而没有分析引入的误差情况。本文分别建立了独立于几何光学近似方法的漂移方差模型和长期扩展半径模型,分析了多个模型参数的改变对漂移方差和长期扩展半径的影响规律,对比了基于几何光学近似方法的漂移方差和长期扩展半径,发现了幂律指数与由几何光学近似方法引入的误差之间的联系,归纳了在非Kolmogorov湍流中几何光学近似方法的适用性条件。到达角是畸变波前相位包络法线与无畸变波前相位包络法线的夹角。既有模型一般只涉及平面波和球面波的情形。本文提出了在弱起伏条件下考虑孔径平均效应的Gaussian光束的到达角起伏方差启发式模型。该模型认为在一定条件下Gaussian光束的到达角起伏方差可以用平面波和球面波的到达角起伏方差的线性组合来表达。利用相位屏等手段验证了该模型的合理性,分析了多个模型参数的改变对到达角起伏方差的影响规律,发现了Gaussian光束的到达角起伏方差对内尺度的变化没有对外尺度的变化敏感的现象。在采用光学模型法对整条链路的等效大气光学参数进行测试时,对于同一大气光学参数而言,基于不同大气湍流效应的测试方法可能得到存在显着差异的结果,不利于无线激光通信信道的标定。本文提出了一种根据多个大气湍流效应测试值并行反演多个大气光学参数的方法。该方法充分利用本文建立的、基于同一折射率功率谱的理论模型,从数学的角度将基于光学模型法的多个大气光学参数同步测试转化为对偶的优化问题。结合本文改进的、具有更高收敛阶数的群智能优化算法实现了该问题的求解,分别利用仿真数据和实测数据验证了该测试方法的可行性和有效性,保证了基于光学模型法的多个大气光学参数同步测试结果的一致性。本文的研究成果已在非导波介质信道分析仪的实际应用中体现独特优势,在毫米波&红外光综合无线收发机的研制过程中提供重要依据。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光束传输参数论文参考文献
[1].张洁.部分相干光大气湍流传输光束参数模拟技术研究[D].长春理工大学.2019
[2].高超.湍流信道中高斯光束传输特性及光学参数估计方法研究[D].电子科技大学.2018
[3].李成强,王挺峰,张合勇,谢京江,刘立生.光源参数及大气湍流对电磁光束传输偏振特性的影响[J].物理学报.2014
[4].周国泉.高斯涡旋光束的光束传输因子和峭度参数[J].物理学报.2012
[5].黄永平,赵光普,高曾辉.高斯-谢尔模光束在湍流大气中的传输特征参数[J].西南师范大学学报(自然科学版).2011
[6].李伽.矢量光束传输与散射特性及相关参数约束条件的理论研究[D].南京理工大学.2011
[7].王英俭,黄印博.聚焦平台光束大气传输光束扩展的定标参数分析[J].量子电子学报.2006
[8].康小平,吕百达.平顶光束K参数的解析传输方程[J].强激光与粒子束.2005
[9].刘小平.高斯光束的特征参数在传输变换中的作用[J].湛江师范学院学报.2002
[10].刘勇,刘承宜,胡巍,保宗悌.叁阶非线性光束传输特性参数的差分计算[J].激光杂志.1999
论文知识图
