调控矢量激光在湍流环境中的旋转多普勒测量

作     者：胡建飞 骆斌 王吉明 吴彤 

作者机构：南京航空航天大学物理学院应用物理系 南京航空航天大学空间光电探测与感知工业和信息化部重点实验室 

出 版 物：《激光技术》 (Laser Technology)

年 卷 期：2024年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51577091) 

主　　题：激光物理 旋转多普勒 矢量场 空间光调制器 轨道角动量 Q波片 

摘      要：实际环境中，大气湍流和不理想的目标会对旋转多普勒信号提取产生强烈干扰。为了从大气湍流等干扰中提取出有效的多普勒信号，采用多阶矢量涡旋光束偏振测量的方法，构建了基于矢量涡旋光束的抗湍流旋转多普勒测量系统，并研究了不同强度湍流环境下的旋转多普勒频移测量，成功得到了不同速度粗糙目标物有效的多普勒信号。结果表明，通过利用5阶、10阶、15阶和20阶涡旋光束对不同湍流强度下两种角速度的测量，验证了复杂环境下利用偏振维度可以有效过滤湍流噪声影响，并实现对物体角速度的准确测量，同时较高阶数的涡旋光束更有利于提高测量系统在复杂环境中的鲁棒性。该研究为风能发电、气象预报、医学研究以及海洋大气等领域中在湍流环境下的数据监测提供了有效参考。