部分相干光束在大气湍流中传输的散斑特性

摘要：

光束在大气湍流中传输时,大气湍流效应对光束进行强度和相位的随机调制,最终在远场处形成散斑.以部分相干高斯-谢尔模型(Gaussian-Schell Model,GSM)光束为研究对象,根据广义的Huygens-Fresnel原理、修正Von Karman谱模型,推导了GSM光束在大气湍流中传输时接收端光束的有效半径和平均散斑半径的表达式.利用数值计算对比分析光源相关参数和大气湍流对光束有效半径和平均散斑半径的影响.研究表明:光束的初始束腰半径越大、相干长度越小以及波长越小时,接收端光束的有效半径和平均散斑半径受湍流的影响越小;大气折射率结构常数越大,光束扩展越严重,此时平均散斑半径越小;光束有效半径和平均散斑半径随湍流外尺度增大几乎无变化,随湍流内尺度的增大而减小.所得出的结论对无线激光通信系统中光束的捕获、对准与跟踪(Acquisition,Pointing and Tracking,APT)系统的设计提供一个重要的参考价值.

关键词：部分相干光、大气湍流、平均散斑半径、有效半径

所属期刊栏目：46

分类号：TN929.12

资助基金：国家自然科学基金61377080;江苏省省级前瞻性研究专项资金第三批BE2013088

在线出版日期：2017-08-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：127-134