圆艾里高斯涡旋光束合成矢量光束在大气湍流中的传输特性研究

本文探讨了圆艾里高斯涡旋光束合成的矢量光束在大气湍流中的传输特性，由南京理工大学电子工程与光电技术学院的狄颢萍、张淇博等人进行研究。他们采用了功率谱反演法来构建各向异性非Kolmogorov湍流随机相位屏，这是一种精确模拟复杂光场传输的技术，特别是在大气扰动条件下。研究对象是具有拓扑荷值分别为+1和-1的一对左旋和右旋圆艾里高斯涡旋光束的合成矢量光束。 研究结果显示，矢量光束的漂移值随光束的衰减系数、横向尺度以及大气湍流折射率结构常数的增加而显著增大。这表明在传输过程中，光束的稳定性会受到这些参数的影响，传输距离越远，光束的波动和变形更为明显，湍流效应更加显著。与传统的圆艾里光束和圆艾里高斯涡旋光束相比，合成矢量光束在大气湍流中的影响更小，这可能是由于其独特的光束结构使得其对湍流扰动的抵抗力更强。 此外，论文还关注了关键的科学问题，如大气光学和光场调控，以及光束的漂移测量和分析方法。作者狄颢萍作为硕士研究生，主要研究光传输特性，而赵琦教授则负责指导并关注光场调控和应用的研究。他们的研究成果对于理解光束在大气传输中的行为及其在光学通信、遥感等领域的潜在应用具有重要意义。 这篇论文由中国博士后科学基金和国家自然科学基金共同资助，其研究成果发表在中国科技论文在线上，被归类于光学和大气光学领域。通过深入的数值模拟，本文提供了关于矢量光束在极端环境下的传输性能定量评估，为未来的光学系统设计提供了理论依据。