随机电磁光束在大气湍流中偏振态的变化
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作者:
作者单位:

(太原科技大学 应用科学学院,山西 太原 030024)

作者简介:

李晋红(1980-),男,山西左权人,博士, 副教授,主要从事激光与光通信和奇点光学方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61405136,61178067)和山西省青年科技研究基金(2012021016,2013021010-4)资助项目 (太原科技大学 应用科学学院,山西 太原 030024)


Changes of the polarization states of random electromagnetic beams in atmospheric turbulence
Author:
Affiliation:

(School of Applied Science,Taiyan University of Science and Technology,Taiyuan 030024,China)

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    摘要:

    基于广义惠更斯-菲涅耳原理,以随机电磁双曲 正弦高斯(ShG)光束作为典型的随机电磁光束, 推导出随机电磁ShG光束在大气湍流中交叉谱密度矩阵元的解析表达式,并用以研究了随机 电磁ShG光束 在大气湍流中轴上偏振度、方位角和椭圆率的变化。结果表明,随机电磁ShG光束在大气湍 流中轴上偏振 度、方位角、椭圆率的变化与结构常数、Sh部分参数、空间相关长度和传输距离有关。随着 结构常数的减 小,或Sh部分参数的增大,方位角θ发生跃变位置增大,偏振度P达到最小值 和椭圆率ε达到最大值的传输 距离增大。当传输距离较远时,Sh部分参数Ω0对偏振度P、 方位角θ和椭圆率ε的影响可以忽略。该研究工 作可为随机电磁光束在自由空间光通信中偏振态的分析提供理论基础和实验依据。

    Abstract:

    Based on the extended Huygens-Fresnel principle,taking the random el ectromagnetic ShG beam as a typical example of random electromagnetic beams,the analytical expressions of t he cross-spectral density matrix elements for random electromagnetic ShG beam propagating in atmospheric t urbulence are derived,and used to study the changes in on-axis degree of polarization P,orientation angle θ,and ellipticity ε of random electromagnetic ShG beams in atmospheric turbulence.It is shown that the change s in on-axis degree of polarization P,orientation angle θ,and ellipticity C2n d epend on the structure constant ,the Sh-part parameter Ω0,the spatial correlation length,and the propagation distance z of random electromagnetic ShG beams in atmospheric turbulence.The decrement of structure constant C2 n,as well as the increment of the Sh-part parameter Ω0,the transition position of orientation a ngle θ.will increase,and the distance for minimum degre e of polarization P and maximum ellipticity ε will increase.As for the longger distance,the Sh-part parameter Ω0h as no effect on the degree of polarization P,orientation an gle θ and ellipticity ε.The w ork will provide the theoretical foundation and experimental basis for analyzing the states of polari zation of random electromagnetic beams in free space optical communications.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

赵柯莹,李晋红,赖云忠.随机电磁光束在大气湍流中偏振态的变化[J].光电子激光,2015,26(4):812~818

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  • 收稿日期:2015-01-13
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  • 在线发布日期: 2015-05-25
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