部分相干光在大气湍流中的光束扩展及角扩展

作     者：柯熙政 王婉婷 Ke Xizheng;Wang Wanting

作者机构：西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048 

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

年 卷 期：2015年第44卷第9期

页      面：2726-2733页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 070207[理学-光学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(61377080 60977054 61271110) 陕西省自然科学基础研究计划(2013JQ8011) 陕西省教育厅科研计划(2013JK1104) 陕西省工业攻关科技计划(2013K06-08) 

主　　题：部分相干光 斜程传输 光束扩展 角扩展 

摘      要：基于广义惠更斯-菲涅耳原理、交叉谱密度函数,利用修正Von Karmon谱模型以及ITU-R颁布的大气折射率结构常数模型,推导出部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中传输时的束宽及角扩展表达式,讨论并对比斜程和水平两种传输方式下天顶角、传输距离、湍流强度、相干长度等参数对光束束宽与角扩展的影响,同时分别从相对束宽和相对角扩展的角度分析各种参数对于光束抑制湍流能力的影响,并给予相应的物理解释。结果表明:当天顶角小于π/3时,光束在斜程传输时的光束扩展和角扩展量接近于垂直传输,所受湍流影响很小。传输距离大于1 km时,束宽和相对束宽随传输距离的增加而明显增加。光束相干长度越大,光束所受湍流影响越大,而束宽及角扩展会随之减小。