2015, 26(4):617-622.
摘要:通过改进的三能级多模态速率方程,运用电路建模 方法,建立了太赫兹(THz)量子级联激光器(QCL)的一种等效电路模型。由于基于多模 态效应进行建模,所建模型能够有效表 征多模态效应对THz QCL光电性能的影响。模型中,涉及的非辐射散射时间、自激发射弛豫 时间以及电子逃 逸时间均根据器件有源层结构参数通过自洽数值求解获得。采用所建模型,可运用通用电路 仿真工具实现对 THz QCL光电特性的模拟分析,克服了数值分析方法计算复杂、模拟时间长的缺点。运用电 路仿 真工具PSPICE对2.47THz QCL的稳态特性和输出光谱特性进行了模拟 分析,并讨论了温度变化对器 件阈值电流、输出光功率以及输出频谱的影响,分析结果与已报道的理论和实验结果一致 ,验证了本文方法的适用性和准确性。
2015, 26(4):623-628.
摘要:针对光纤旋转连接器在轴向旋转光通信系统中的 应用和技术特点,研制了一种基于Dove棱镜和光 纤准直器的空分复用多通道宽带光纤旋转连接器。通过分析光信号在多通道宽带光纤旋转连 接器中的光路 和光程,得出了850、1310550nm 3波长光路传输时的出射偏移量,并据此设计Dove棱镜的 几何尺寸 和光纤准直器收发光路,使其达到宽带耦合最佳位置。实验结果表明,经由多通道宽带光纤 旋转连接器传 输的850~1550nm波长信号最大插入损耗为4.7dB,回波损耗为43.78dB。光纤旋转连接器在 -40~70℃时的插 入损耗最大变化值为2.0dB。将光纤旋转连接器接入传输速率为1.32Gbit/s的数字视频复用系统中,数字信 号的丢帧率为0,以太网和视频指标均满足实际信号传输要求。
甘焕标 , 陈哲 , 张军 , 甘宏波 , 唐洁媛 , 罗云瀚 , 余健辉 , 卢惠辉 , 关贺元
2015, 26(4):633-638.
摘要:提出一种可于生物传感的 侧边抛磨多模光纤(SPMMF)折射率传感器。针对1.300~1.430 折射率范围传感特性,研究了纤芯直径50.0、62.5和105.0μm的多模光纤(MMF)侧边抛磨不同深度时SPMMF折射率传感器的 光谱特性和光功率传输特性。结果表明,在1.300~1.430折射率范围 内, 光纤纤芯直径和剩余半径(抛磨面到纤 芯中心的距离)越小,传感器灵敏度越高;纤芯直径为50.0μm、剩 余半径为0μm时,可以获得最高达42.23dB/RIU 的灵敏度,最小分辨率为2.37×10-5RIU;纤芯直径为105.0 μm、剩余半径30 μm时,SPMMF折射率传感器 仍有10-5RIU量级的分 辨率。
2015, 26(4):639-643.
摘要:为了有效实现光电振荡器(OEO)输出信号相位可调 ,提出了一种基于法拉第旋转镜的OEO。利用放大器 和滤波器构成电增益环腔,电增益环腔、直接调制半导体激光器(DFB-LD)和光 电检测器构成OEO环路。通过光分路器 得到经过调制后的光信号,结合级联光环形器和法拉第旋转镜结构,改变级联法拉第旋转镜 的个数,可以对应得到 相位延迟90~360°的射频(RF)信号,在实验结构简单的条件下,有 效实现了OEO输出信号的相位调谐。实验结果表 明,每增加一组光环形器和法拉第旋转镜结构,输出的RF信号相位延迟90°。当光纤长为2km,电增益环腔长 为0.5m时,得到频率为10.8GHz、边模抑制比大于50dB和相位噪声为-104.8 dBc/Hz@10kHz的RF信号。
2015, 26(4):644-648.
摘要:针对常用的正向电压法接触式测量以及峰 值波长法在结温估计前需要定标、峰值波 长与结温近似成线性关系等问题,提出了一种方便和精确的发光二极管(LED)结温非接触测 量方法。通过对 Varshni式和Bose-Einstein式的比较分析,得到Varshni式中常数项α、β与Bose-Einstein式中aB、θD的关 系式,从而建立起峰值波长与结温的非线性关系,同时对四元系材料AlGaInP LED的禁带宽 度公式进行推导,实现利用发光光谱非接触式估计结温的方法。本文方法无需结温估计前的 定标系统,避免由仪器结 构等带来的误差,提高了精度。实验结果表明,利用本文方法推导的Varshni公式中ΔEg(T)=Eg(0)-Eg(T)的理 论值和实验值最大误差不超过0.003eV,进而 估计的结 温 与实际的结温能够较好吻合,估计误差为2K,且低于由峰值波长法得到的估计误差6K。
2015, 26(4):649-654.
摘要:在传统结构与倒置结构的有机发光二极管(LED)的 聚合物发光层和阴极之间加入聚乙烯亚胺(PEIE)层能够显著地提高器件的发光效率。通过 采用不同厚度的PEIE层的器件发光特性研究表明:PEIE层作为电子注入层(EIL)/空穴阻挡层 (HBL)来平衡器件中的电子和空穴浓度,这主要来源于PEIE作为界面偶极层,能有效地降低 阴极与发光层之间的电子注入势垒。
2015, 26(4):655-661.
摘要:针对遗传算法(GA)优化超多参量光学系统时鲁棒性 较差的问题,在混入逃逸函数实数编码GA(MERCGA)的基础上,进一步结合参量归一化和自适 应变异概率的措施,提出了自适应归一化 实数编码GA(ANRCGA)。用ANRCGA对鱼眼镜头光学系统案例进行优化设计,并应用 评价函 数和Zemax光线追迹方法对MERCGA和ANRCGA的优化结果作比较。结果表明,应用本文的ANRCG A 比引自专利的参考设计及MERCGA优化得到光学系统的成像质量有明显提高,算法的鲁棒 性和计算效率也到了改善。
史伟 , 房强 , 许阳 , 秦玉果 , 樊景丽 , 孟祥杰 , 张启航
2015, 26(4):662-666.
摘要:报道了一种单纤单振单模连续全光纤激光器,工 作波长为1080nm,输出功率可达 1.63kW。激光 器使用7个输出功率为300W、工作波长为976 nm的半导体激光器(LDs)充当泵浦源,并利用短腔长结构成功地抑制 了受激拉曼散射(SRS)。测试结果显示,所获得激光的光谱信噪比(SNR )大于40dB,1h内的功率不稳定度 小于1%,光-光转换效率约为75.46%。此外,通过对光纤盘绕的合理 设计,有效地抑制 了光纤中的高阶模式,在满功率输出时成功地获得了单模激光(M2<1.1)。
2015, 26(4):671-675.
摘要:碳酸铯(Cs2CO3)是优秀的电子注入材料,本文 通过器件ITO/MoO3(3nm)/NPB(40nm)/C545T:Alq3(99∶ 1,0nm)/Alq3(30nm)/Cs2CO3(x nm)/Al(100nm)优化了Cs2CO3作为电子注入层(EIL)的厚度。Cs2CO3作为EIL, 提高了器件的电子注入能力,使更多的电子得以与空穴在发光层复合发光。实验结果表明, Cs2CO3作为EIL的优化厚度为1.5 nm时,对应器件的效率是不含Cs2CO3的3倍以上。 在Cs2CO3作为EIL的基础上, 研究器件结构为ITO/NPB(40nm)/Alq3(45nm)/Cs2CO3:Bphen(0%,5%,10%,15nm)/Cs2CO3(1.5nm)/Al(100n m)时 不同浓度的Cs2CO3掺杂电子传输层Bphen(Cs2CO3:Bphen)对器件性能的影响。 结果表明,Cs2CO3掺杂浓度较低时(5%)能进一步改善器 件的电子传输和注入能力,进而提高器件 的发光效率;而掺杂浓度较高时(10%),由于Cs扩散严重,形成淬灭中心,使得发光效率衰减严重。
2015, 26(4):676-681.
摘要:实验研究了以Cu粉烧结块为吸液芯、Al制太阳 花散热器为冷凝器的回路热管(LHP)在不同充液率条件下充 入工质为无水乙醇后的启动、温度波动以及热阻等传热性能。Cu粉烧结块吸 液芯相对丝网吸收层可以产生 更大的毛细力,Al制太阳花散热器可以使整个LHP更轻便,利于不同安装场 合的应用。研究结 果表明:1) LHP的启动受热负荷大小和充液率共同作用; 2) 温度波动随功率的增加而变得 平缓,而随着充液率的增加,温度波动频率 却有所上升; 3) 充液率影响LHP的热阻变化,最佳充液率为60%。
李玲玲 , 恽斌峰 , 胡国华 , 沈学可 , 丁森 , 崔一平
2015, 26(4):682-687.
摘要:以聚合物ZPU-44和聚砜(PSU,polysulfone risi n)分别作为波导包层和芯层材料,采用倒脊形波导结构,设计并 优化了聚合物可重构微环谐振腔滤波器的波导截面参数、弯曲半径、耦合区波导长度和间距 以及调谐电极 等结构参数,分析了其谐振滤波特性。采用传统的微加工工艺制备了聚合物可重构微环谐振 腔滤波器并进 行了测试。结果表明,其在通信波段1550nm附 近的自由光谱范围(FSR)为0.15nm,3dB带宽约为0.0235nm, 品质因子Q达6.60×104,在0~ 4V电压范围内实现了0.5~12.95dB消光比的调谐,且 谐振波长调谐一 个FSR的电压为4.75V,与理论设计基本 相 符。本文的聚合物可重构微环谐振腔滤波器可用于集成波导可调谐光延时线和可调谐滤波。
2015, 26(4):688-694.
摘要:为了解决分布式卫星光网络中频繁的信息交换和 多跳转发导致信号损伤和信道拥塞严重的问题,提 出了一种无需独立探测光源的再生波长转换方案。利用半导体光放大器(SOA)自相位 调制(SPM)效应 对光信号频谱进行展宽,再经偏移滤波后取出预变换信号;在此基础上,以预变换信号为探 测光,通过SOA的 四波混频(FWM)效应实现对原始信号的波长变换。研究结果表明,本文方案功率转换效率可 达到23dB以上, 当输入信号功率小于-23dBm时,输出信号Q因子改善超过3dB。
2015, 26(4):695-699.
摘要:提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZ M)和受激布里渊散射(SBS)效应的10倍频mm 波信号生成方案,具有覆盖频段高和频谱纯度高等优点。在本文方案中,低频率的射频(RF )信号通过DPMZM 对激光器发出的光波进行调制,调节直流偏置电压,使DPMZM的主调制器和两个子调制器均 工作在最小传 输点(MITP),抑制光载波和偶数边带,进一步调节两个子调制器的调制深度和移相器的相 移,抑制一阶和 七阶边带,留下三阶和五阶边带,然后利用SBS效应进行布里渊边带滤波滤除三阶边带,仅 保留五阶边带, 再经光电探测器(PD)拍频即可获得10倍频mm波信号。通过仿真实验,以10 GHz的R F信号为驱 动信号,得到了100GHz的mm波信号,验证了方案的可行性。
2015, 26(4):700-706.
摘要:采用直流等离子体喷射化学气相沉积(DC arc pla sma jet)系统制备了纳米金刚石膜(NCD),研究了不同的金刚石成核剂溶液对NCD 膜的成核及生长的影响。研究表明,在成核剂溶液中添加二甲基亚砜(DMSO)后成核密度明显 得到提高,而 且制备的NCD膜晶粒分布均匀、致密。当金刚石粉体作为成核剂时,随着其粒径 的增大,NCD膜成核密度下降,晶粒的尺寸均匀性也变差,而粒径为5nm的金刚石纳米粒 子作为成核剂时,NCD膜晶粒间结合致密、颗粒分布均匀。最后,选择5nm的金刚石纳米 粒子和丙酮/DMSO配制的分散液作为成核剂配方,经过60min的生长 ,制备了粒径为50~70 nm的结晶性和品质良好的NCD膜,适用于高频声表面波(SAW)器件及各种光学窗口的研制。
2015, 26(4):707-711.
摘要:用改进的Hummer法制备了氧化石墨烯(GD),并制备 了表面用聚乙烯吡咯烷酮修饰的纳米银线(AgNWs), 通过原位还原法将二者复合成一种新型的水溶性AgNWs/还原石墨烯(RGD)材料,克服了石 墨烯材料不易分散 的缺点。用X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光(UV-vis)光度计、扫描电子显 微镜(SEM)和傅里 叶变换红外(FT-IR)光谱分析仪对样品结构和形貌进行了表征。结果表明,制备的AgNWs/RG D材料具有与前驱 体不同的物理参数,有望在非线性光学、光电传感器和生物抑菌等方面有良 好的表现。
2015, 26(4):712-718.
摘要:提出 利用结构牢固、易于气体扩散的开放式微结构光纤提升Raman检测系统的响应速度,并 根据前向/后向Raman耦合的Raman信号公式对液体光纤Raman检测系统结构进行了优化。 分析表明,存在一最佳的悬挂芯光纤纤芯半径,使得耦合接收的Raman信号最佳;较细的 悬臂厚度有利于提高耦合接收的Raman信号强度;随着流体折射率值的增加,最佳纤 芯半径有所增加,而且相应的Raman信号有所下降。此外,还分析了封闭式悬挂芯光 纤和纳米光纤结构与Raman强度的相互关系,并对3种结构的Raman特性进行了对比。
陈祥 , 阚瑞峰 , 杨晨光 , 许振宇 , 张光乐 , 陈福多 , 刘建国
2015, 26(4):719-723.
摘要:基于可调谐激光二极管吸收光谱(TDLAS)技术,通 过测量水汽吸收线的展宽,实现了气体压力的精确测量。实验中光源被 分为两束,一束通过压力可调的样品池获得吸收光谱数据,另一束通过FP标准具用以波 长定标。选取 水汽在7243cm-1附近的两条吸收线, 利用测得的10~20kPa之间的水汽吸收线压力展宽值对 HITRAN数据库中的空气展宽系数进行校正。实时测量了参考气压值从30~100kPa时的 水汽吸收线压力展宽,计算得到气压值并与参考气压进行比较,不同参考压力下利用水汽7243.075cm-1 和7242.370cm-1处吸收峰计算结果与参考气压值的偏差分别分布于0.9%附近和2.0%附近,两条吸收谱线 测量结果波动均小于0.2%。实验测量结果与参考值几乎一致,且同一条件不同次测量结果波 动较小,证明了TDLAS技术应用于实时环境气压精确快速测量的可行性。
郭明松 , 陈芬 , 汪辉 , 彭宗举 , 郁梅 , 王晓东
2015, 26(4):724-732.
摘要:在自由视点视频(FVV)系统中,为了提供更真 实的感受,需要通过基于深度的虚拟视点绘制技术获 取足够多的视点,然而由于深度视频获取技术的限制,深度视频的质量很差。为了提高深 度视频的质量, 本文提出了一种基于区域特征的深度视频处理算法。首先,使用模糊C均值(FC M)聚类算 法将深度视频自适应地把深度视频像素分为5类,同时检测深度图的边缘并将边缘块化;其 次,对于非边 缘像素,根据其所在类的特点分别采用改进的三边滤波器及水平方向均值滤波器进行处理; 最后,对彩色 和深度视频分别进行角点检测并块化,并根据边缘像素是否在彩色和深度的角点交集区域内 而采用不同窗 口的中值滤波。实验结果表明,与使用原始深度视频绘制的虚拟视点相比,本文算法能够在 将虚拟视点的客 观质量平均提高0.43dB的同时,显著提高虚拟视点的主观质量;与M artin算法相比,无论是主观质量还是客观质量,本文算法的效果都更加显著。
2015, 26(4):733-739.
摘要:功能强大和使用简易的视频编辑软件可能会使数 字视频遭受到各种不同形式的篡改,视频的真实性 和完整性无法得到保证。双压缩是视频篡改的必要条件,双压缩检测则是视频取证的重要辅 助手段。通过 分析压缩过程中由量化误差引起的离散余弦变换(DCT)系数变化,提出了一种不同量 化参数下的 高效视频编码(HEVC)视频双压缩检测算法,利用DCT系数直方图和相邻DCT系数对奇偶组合统 计特性构造22维 联合特征集,最后将特征集用支持向量机(SVM)进行分类识别。实验结果证明了本文算法 的有效性。
彭义杰 , 刘木华 , 赵进辉 , 袁海超 , 洪茜 , 李耀
2015, 26(4):740-745.
摘要:应用表面增强拉曼光谱(SERS)检测技术,建立了一 种水中 土霉素(OTC,oxytetracycline)残留量的快速检测方法。实验以表面增强试剂OTR202和OTR103作为活性基底,并使用自适应迭代 惩罚最小二乘法(air-PLS)扣除荧光背景;然后对所用胶体和胶体混合物的吸收光谱与 OTC水溶液的 SERS光谱进行了探讨;最后分析了样品的加入量和不同混合的时间对SERS信号强度的影响, 建立了水中OTC残留浓度X与SERS光谱的1332cm-1处峰面积Y之间的线性 回归方程。实验结果表明,当水中的OTC 浓度范围为0.1~22.0mg/L时,水中OTC残留浓度与1332cm-1处峰面积之间呈现良好的线性关系,线性方程 为Y=5165.7X+4304.9,决定系数R2为 0.986。预测集 样本OTC含量的真实值与预测值之间的R2为0.973, 均方根误差(RMSEP)为1.112m g/L,回收率为96.7~124.5%,相对标准偏差(RSD,n=5)介于1.2098~4.787, 可满足水中OTC残留量的检测,为现场快速检测水中OTC残留量奠定了良好的基 础。
2015, 26(4):746-751.
摘要:为了进一步提高隐写分析算法的检测精度,提出 了一种基于成对采样选择性集成的隐写分析算法。 从集成分类的特点和隐写分析的特殊性出发,分析了类内以及类间样本之间的联系,研究了 4种不同的采样策 略,并基于成对采样策略构建选择性集成分类器用于隐写分析。实验表明,不同采样策略能 不同程度地影响隐 写分析的检测性能;与现有隐写分析方法相比,本文算法能明显降低隐写分析系统的检测错 误率(BER)。
2015, 26(4):752-757.
摘要:针对传统基于极端学习机(ELM)的纹理分类方 法容易出现输出不稳定的缺点,本文将线性和非线 性模型进行融合,改进了传统动力学模型。利用ELM能够快速学习的特点,将其作为基分类 器,同时利用 线性吸引子和局部吸引子的迭代,实现多个ELM分类器的最佳融合,以提升学习模型的泛 化能力和稳定 性。利用动力模型实现多分类器的融合有助于寻求多个基分类器之间的一致性,摒弃了基分 类器中判别错 误的样本输出。通过对CUReT纹理数据库的分类结果,与传统纹理分类方法相 比,本文算法的稳定性 和分类准确率都得到了一定程度的提升,取得了理想的分类效果。
2015, 26(4):758-763.
摘要:提出了一种使用基于稠密轨迹(DT)融合特征的红外 人体行为识别(HAR)方法。主要流程 如下:1) 通过稠密采样获得输入行为视频的DT;2) 计算DT的方向 梯度直方图 (HOG)、光流直方图 (HOF)和运动边界描述子(MBH)3个描述子;3) 基于DT的HOG 、HOF和 MBH,并采取词袋库模型和一定的融合策略,构建融合特征;4) 以第3步所构建的融合特 征为k近邻分类器(k-NN)的输入,完成人体HAR。实验以IAD B红外行为库为研究对象,正确识别率达到96.7%。结 果表明,提出的特征融合及识别方法能有效地对红外人体行为进行识别。
2015, 26(4):764-779.
摘要:针对最小二乘孪生支持向量机(STSVM,least squar es twin support vector machines)分类效 率低的不足,在一对余(1-a-r)多分类器的基础上,提出一种基于样本缩减(SR)的LSTSVM( SR-LSTSVM)分类算法。在核空间中通过距离计算,选出对分类 超平面起 决定作用的样本点,用于分类器的训练;与此同时,为了充分利用高光谱遥感图像的空间信 息,通 过主成分分析(PCA)和二维Gabor滤波获取像元的纹理 特征,将高光谱遥感图像的空间信息和光谱信息在图像层进行融合用于分类。实验证明,本 文提出的SR算法可 以在不影响分类精度的基础上大大提高LSTSVM的分类效率,且结合空间信息后的LSTS VM的总体分类精度也有明显提高。
2015, 26(4):780-780.
摘要:针对三维激光扫描点云数据的配准问题,提出了 一种多法向量邻域特征点云配准算法。首先,根据目标点选取不同邻 域半径估算的法向量存在方向偏差,设定约束条件选择关键点,使得初始点云数据量得到精 简;其次,设计了一种依据邻域多 法向量计算的特征描述子,并计算所有关键点的特征向量;然后,依据所求的特征描 述子,使用最小距离与次小距离比值阈 值方法初步获取对应关系,并使用随机采样一致性算法和聚类分选方法进行两次优化,得到 精确的点与点对应关系;最后,使 用奇异值分解法解算刚体变换矩阵,得到配准参数。实验结果表明,由本文设计的关键点选 取、特征描述子提取和对应关系筛选 方法原理简单、稳定可靠、计算速度较快且计算复杂度小,无需进行第二次配准,对实现点 云配准具有实用价值。
2015, 26(4):780-787.
摘要:为提高一维合成孔径阵列的成像分辨率,研究 利用旋转基 线的方式实现含相位误差情况下的一维阵列多帧成像与复原。首先比较不同子孔径数及排列 方式的优劣,确定合适的阵列结 构;然后通过旋转基线进行多帧成像,实现频谱在各方向上的覆盖;利用多帧维纳滤波进行 复原,以相关系数为评价准则, 并结合成像性能与效率在3种备选方案中确定理想的旋转方式;最后通过增加旋转次数,实 现频谱的重复覆盖,以消除考虑相 位误差对成像质量的影响。实验表明,以60°旋转5次成像时,一维三孔径阵列的活塞误差 容限为0.07,倾斜误差容限为 40μrad。本文提出的一维旋转阵列多帧成像方法可以在消除一 定相位误差影响的同时实现高清晰复原,具有较强的实用价值。
2015, 26(4):788-796.
摘要:结合U分布对不同匀质性极化合成孔径雷达(PolSAR ) 数据的广泛建模能力及Potts马尔科夫随机场(MRF)模型对像素点之间类相关 性的建模能力,提出了一种基于最大后验概率(MAP)准则的Po lSAR图像无监督分类方法。利用迭代条件模式 算法和Metropolis采样算法对像素点的类别进行更新,迭代过程中分布参数的估计采用基于 梅林(Mellin) 变换的矩阵对数累积量方法,以迭代过程中出现次数最多的类别最为像素点的最终分类结果 。利用 NASA/JPL实验室AIRSAR系统获取旧金山湾的PolSAR数据,对本文分类算法的有效性以及分布 的 杂波建模能力进行了仿真验证。实验结果表明,本文分类算法的精度优于Lee分类算法,分 布对PolSAR数据的杂波建模准确性总体上优于复Wishart分布、K分布和G0分布。
2015, 26(4):797-804.
摘要:为同时提高压缩感知(CS)中任意稀疏结构多量测向 量(MMV)模型的重构性能和重构速度,提出基于改进线性Bergman 迭代(LBI)的任意稀疏 结构MMV模型重构算法。首先给出了任意稀疏结构MMV模型,并对模型进行了分析,利用LBI 实现MMV模型的二维重构;然后,通过 设置预条件子的方 法对感知矩阵的条件数进行优化,以通过提高收敛速度而提高重构速度,并从理论和仿真两 个方面对算法 的收敛性和运算量进行了分析;最后通过仿真结果表明,本文算法能够高质量地重构任意稀 疏结构MMV模型, 同时在重构速度方面具有明显的优势。基于实测数据不同信噪比(SNR)条件下的逆合成孔径雷达(ISAR)成像结果,验证了算法的有效性。
2015, 26(4):805-811.
摘要:对方位偏振平面波、高斯光束、贝塞尔-高斯光 束和双环拉盖尔-高斯光束 的聚焦特性进行了理论计算,分析了物镜数值孔径和截断因子对焦平面上 光强分布、中心暗斑半径的影响,以及加入中心遮拦 光阑对焦深和中心暗斑半径的影响。研究发现,4种模式光束形成的聚焦场中心暗斑半径随 着数值孔径的增大,单调减小,其大小与数值孔径成反比,与 波长成正比;截断因子的改变仅影响高斯光束和贝塞尔-高斯光束中心暗斑 半径的大小,对其旁瓣强度的影响较小,但会使得双环拉盖尔-高斯光束焦场光 强重新分配,能够形成等光强的双亮环结构;加入中心光阑能够减小焦平 面上中心暗斑半径并增大焦深。
2015, 26(4):812-818.
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。