湍流大气中部分相干Airy光束的偏振传输与应用

本文主要探讨了部分相干Airy光束在湍流大气中传输时的偏振特性。Airy光束是一种特殊的光束模式，其在自由空间传播时展现出独特的性质。研究者们关注的重点是偏振保持度，这是一个衡量光束偏振状态稳定性的关键参数。 首先，作者揭示了一个重要发现，即部分相干Airy光束在经过足够远的湍流大气传输后，其偏振度会恢复到初始状态。这意味着即使在复杂的环境中，光束的偏振特性在一定程度上能够保持其原始特性。相比之下，在自由空间中，光束的偏振度会稳定在一个特定值，反映出不同媒介对光束偏振的影响差异。 在湍流大气中，光束的偏振度分布并非始终保持Airy函数的形式，而是随着传输距离的增加，呈现出从Airy分布向类高斯分布的转变。这个过程反映了大气湍流对光束传播的影响逐渐减弱，光的波动特性在传输过程中得到了调整。 此外，研究还指出，束腰半径和相干长度对偏振保持度有显著影响。较大的束腰半径和较长的相干长度有利于光束传输后的偏振保持，因为它们意味着光束的波动性相对较小，更易于维持稳定的偏振状态。然而，文中提到存在一个指数截断因子，这个因子会导致光束的偏振保持度下降，限制了光束在特定条件下的偏振传输性能。 最后，这项研究对于Airy光束在通信领域的应用具有重要意义。由于光的偏振特性直接影响到光与物质的相互作用，特别是在原子钟、磁场测量以及冷原子等领域，理解这部分相干光束在复杂大气环境中的传输特性，对于优化光通信系统的稳定性和精度具有实际价值。 本文通过对部分相干Airy光束在湍流大气中传输偏振特性的深入分析，为相关技术的发展提供了理论基础，并强调了在实际应用中需考虑的物理参数及其影响。