偏振激光在湍流大气传输中的退偏特性

来源 :西安工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ytm_2009
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激光技术的广泛应用和迅速发展引发了人们对激光传输问题的关注和深入研究。偏振特性是激光光束的重要特性之一,研究激光在传输过程中光束的退偏特性也成了热点,国内外很多专家学者已对相关问题进行了广泛研究。目前为止研究激光在湍流大气传输中退偏特性的相关文献多数只关注光源为部分偏振的激光,而对完全偏振激光的分析较少。为了探讨完全偏振的激光光束在大气湍流传输中是否存在某些方面的优势,本论文讨论分析了在大气湍流传输中完全偏振激光的退偏特性。论文的研究是根据推广的惠更斯-菲涅耳原理和Rytov相位结构函数二次近似,推导出了激光光束在湍流大气传输中交叉谱密度矩阵的表达式,并结合偏振度、方位角以及椭圆度的定义,得到激光光束在湍流大气传输中偏振度、方位角以及椭圆度的表达式。分别以椭圆偏振高斯-谢尔模型光束和椭圆偏振平顶光束为偏振激光的模型,讨论不同情况时偏振激光在大气湍流传输中偏振特性的变化情况,此外为了进一步说明完全偏振激光不同于部分偏振激光的特殊性,在相同的条件下将传输中完全偏振激光的偏振特性变化与部分偏振激光的偏振特性变化进行了对比分析。主要得到以下几个结论:1)相对于部分偏振高斯-谢尔模型光束,椭圆偏振高斯-谢尔模型光束在湍流大气传输中偏振特性的变化受湍流的影响较小。同样对比分析椭圆偏振平顶光束与部分偏振平顶光束,得到椭圆偏振平顶光束在传输中偏振特性的变化受湍流的影响更小。2)椭圆偏振高斯-谢尔模型光束在大气湍流中斜程传输时,偏振度与椭圆度随传输距离的增加,先逐渐减小,最终保持不变;而方位角随传输距离的增加,先逐渐增大,最终也保持不变。分析椭圆偏振平顶光束也得到了相同的结论。3)椭圆偏振高斯-谢尔模型光束在湍流大气斜程传输中偏振度的变化幅度比部分偏振高斯-谢尔模型光束的小,而椭圆偏振高斯-谢尔模型光束在传输中方位角和椭圆度的变化幅度比部分偏振高斯-谢尔模型光束的大。分析椭圆偏振平顶光束也得到了相同的结论。
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