锋芒光束抑制大气湍流的研究进展与展望(封面文章·特邀)

作     者：刘超 王熔 兰斌 李学莹 张开河 代天君 张优 Liu Chao;Wang Rong;Lan Bin;Li Xueying;Zhang Kaihe;Dai Tianjun;Zhang You

作者机构：中国科学院光电技术研究所四川成都610209 自适应光学全国重点实验室四川成都610209 中国科学院自适应光学重点实验室四川成都610209 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2024年第53卷第5期

页      面：1-10页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

主　　题：锋芒光束 大气湍流抑制 传输特性 

摘      要：大气的随机起伏会引起光束的畸变、扩展、漂移和闪烁等湍流效应。常用的抑制方法主要有自适应光学技术、信号处理技术和无衍射光束传输技术等,这些技术存在系统复杂或者效果不理想等问题。近年来,一种名叫锋芒光束的特殊光束被提出并用于抑制大气湍流,受到学术界广泛关注。锋芒光束在传输过程中具有自聚焦的特点,经过焦点后退化为类贝塞尔光束继续向前传输。随着对锋芒光束的深入研究,为了适应多种复杂的应用环境,其衍生的锋芒涡旋光束和稳定光束也被发现具有极高的研究价值。经过同等强度的湍流传输,锋芒涡旋光束比起LG涡旋光束在质心偏移和抖动量改善了50%以上。稳定光束在20 mm的传输距离范围内,其参数积仅为高斯光束参数积的49.40%。锋芒光束被证明可以有效抑制大气湍流,并实现长距离稳定传输。使用锋芒光束进行大气传输,系统结构简单、成本低,抑制湍流实时性高、效果好。文中综述了锋芒光束的产生、传输特性和应用研究,并对其发展趋势和应用前景进行了展望。