搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

大气湍流中部分相干光束上行和下行传输偏振特性的比较

柯熙政 王姣

引用本文:
Citation:

大气湍流中部分相干光束上行和下行传输偏振特性的比较

柯熙政, 王姣

Comparison of polarization property of partially coherent beam between propagating along an uplink path and a downlink path in atmospheric turbulence

Ke Xi-Zheng, Wang Jiao
PDF
导出引用
  • 以部分相干的电磁高斯-谢尔模型(electromagnetic Gaussian-Schell model, EGSM) 光束为研究对象, 根据相干和偏振的统一理论以及随机光束的Stokes参量, 推导出EGSM光束在大气湍流中斜程传输时的偏振度(degree of polarization, DoP)和偏振方向角的表达式, 研究了大气湍流中上行和下行传输时EGSM光束偏振特性的不同. 研究结果表明: 在相同条件下, EGSM 光束下行传输时整个光场DoP的分布比上行传输要集中; 下行传输时轴上点的DoP达到最大值所对应的传输距离长于上行传输. 可以看出, EGSM光束沿下行路径传输时, 探测器可以接收更远距离处的波束传输信息.
    In this article, we take partially coherent electromagnetic Gaussian-Schell model (EGSM) beam as a research object. Based on the unified theory of coherence and polarization and the generalized Stokes parameters of random electromagnetic beams, the expressions of degree of polarization (DoP) and orientation angle of EGSM beam that propagates in the slant atmospheric turbulence, are derived. And the expressions are used to investigate the difference in polarization property of EGSM beam between propagating along an uplink path and a downlink path in the atmospheric turbulence. The results show that under the same conditions, the DoP distribution of EGSM beam propagating along a downlink path is more concentrated than that along an uplink path. When EGSM beam propagates along a downlink path, the maximum DoP corresponding to the propagation distance is larger than along an uplink. Therefore, when EGSM beam propagates along a downlink path, the detector can receive beam information at the longer distances.
      通信作者: 王姣, jiaolun216@163.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61377080, 60977054)、陕西省13115科技统筹计划(批准号: 2011KTCQ01-31)、陕西省教育厅产业化培育基金(批准号: 2010JC17)、西安市科技成果转换基金(批准号: CX12165)、陕西省自然科学基础研究计划(批准号: 2013JQ8011)、陕西省教育厅科研计划(批准号: 2013JK1104)和江苏省省级前瞻性研究专项资金(第三批)项目(批准号: BE2013088)资助的课题.
      Corresponding author: Wang Jiao, jiaolun216@163.com
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61377080, 60977054), the Shaanxi Province 13115 Science and Technology Planning, China (Grant No. 2011KTCQ01-31), the Education Department of Shaanxi Province Industrialization Development Fund, China (Grant No. 2010JC17), the Xi'an Science and Technology Achievement Transformation Fund, China (Grant No. CX12165), the Natural Science Basic Research Plan in Shaanxi Province, China (Grant No. 2013JQ8011), the Scientific Research Program Funded by Shaanxi Provincial Education Department, China (Grant No. 2013JK1104), and the Special Foundation for Jiangsu Provincial Prospective Research Plan (the third), China (Grant No. BE2013088).
    [1]

    Andrews L C, Phillips R L 2001 Waves Random Media 11 233

    [2]

    Alvarez-Perez J L 2011 IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 49 426

    [3]

    Gori F, Santarsiero M, Vicalvi S, Borghi R, Guattari G 1998 Pure Appl. Opt. 7 941

    [4]

    Wolf E 2003 Phys. Lett. A 312 263

    [5]

    Salem M, Korotkova O, Dogariu A, Wolf E 2004 Waves Random Media 14 513

    [6]

    Korotkova O, Wolf E 2005 Opt. Commun. 246 35

    [7]

    Shirai T, Wolf E 2004 J. Opt. Soc. Am. A 21 1907

    [8]

    Wang T, Pu J X, Chen Z Y, Shi L F 2008 J. Huaqiao Univ. 29 198 (in Chinese) [王涛, 蒲继雄, 陈子阳, 石丽芬 2008 华侨大学学报 29 198]

    [9]

    Zhao X H, Yao Y, Sun Y X, Liu C 2009 Opt. Express 17 17888

    [10]

    Chen K, Cao J Q, Lu Q S 2011 Opt. Tech. 37 607 (in Chinese) [陈凯, 曹涧秋, 陆启生 2011光学技术 37 607]

    [11]

    Zhang L C, Yin X, Zhu Y 2014 Optik 125 3272

    [12]

    Yang A L, Lin Q 2014 Acta Phys. Sin. 63 204101 (in Chinese) [杨爱林, 林强 2014 物理学报 63 204101]

    [13]

    Gao M, Gong L, Wu P L 2014 Optik 125 4860

    [14]

    Gao M, Li Y, L H, Gong L 2014 Infrared Phys. Technol. 67 98

    [15]

    Ou J, Jiang Y S, He Y T 2015 Opt. Laser Technol. 67 1

    [16]

    Chen S Y, Ding P F, Pu J X 2015 Acta Phys. Sin. 64 134201 (in Chinese) [陈顺意, 丁攀峰, 蒲继雄 2015 物理学报 64 134201]

    [17]

    Li C Q, Wang T F, Zhang H Y, Xie J J, Liu L S, Guo J 2014 Acta Phys. Sin. 63 104201 (in Chinese) [李成强, 王挺峰, 张合勇, 谢京江, 刘立生, 郭劲 2014 物理学报 63 104201]

    [18]

    Gao M, Nan W N, L H, Ni J P 2013 Acta Photon. Sin. 42 1107 (in Chinese) [高明, 南娓娜, 吕宏, 倪晋平 2013 光子学报 42 1107]

    [19]

    Wang S C H, Plonus M A 1979 J. Opt. Soc. Am. 69 1297

    [20]

    Andrews L C, Phillips R L 2005 Laser Beam Propagation Through Random Media (Bellingham: SPIE Optical Engineering Press) pp671-680

    [21]

    Korotkova O, Wolf E 2004 Opt. Lett. 30 198

  • [1]

    Andrews L C, Phillips R L 2001 Waves Random Media 11 233

    [2]

    Alvarez-Perez J L 2011 IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 49 426

    [3]

    Gori F, Santarsiero M, Vicalvi S, Borghi R, Guattari G 1998 Pure Appl. Opt. 7 941

    [4]

    Wolf E 2003 Phys. Lett. A 312 263

    [5]

    Salem M, Korotkova O, Dogariu A, Wolf E 2004 Waves Random Media 14 513

    [6]

    Korotkova O, Wolf E 2005 Opt. Commun. 246 35

    [7]

    Shirai T, Wolf E 2004 J. Opt. Soc. Am. A 21 1907

    [8]

    Wang T, Pu J X, Chen Z Y, Shi L F 2008 J. Huaqiao Univ. 29 198 (in Chinese) [王涛, 蒲继雄, 陈子阳, 石丽芬 2008 华侨大学学报 29 198]

    [9]

    Zhao X H, Yao Y, Sun Y X, Liu C 2009 Opt. Express 17 17888

    [10]

    Chen K, Cao J Q, Lu Q S 2011 Opt. Tech. 37 607 (in Chinese) [陈凯, 曹涧秋, 陆启生 2011光学技术 37 607]

    [11]

    Zhang L C, Yin X, Zhu Y 2014 Optik 125 3272

    [12]

    Yang A L, Lin Q 2014 Acta Phys. Sin. 63 204101 (in Chinese) [杨爱林, 林强 2014 物理学报 63 204101]

    [13]

    Gao M, Gong L, Wu P L 2014 Optik 125 4860

    [14]

    Gao M, Li Y, L H, Gong L 2014 Infrared Phys. Technol. 67 98

    [15]

    Ou J, Jiang Y S, He Y T 2015 Opt. Laser Technol. 67 1

    [16]

    Chen S Y, Ding P F, Pu J X 2015 Acta Phys. Sin. 64 134201 (in Chinese) [陈顺意, 丁攀峰, 蒲继雄 2015 物理学报 64 134201]

    [17]

    Li C Q, Wang T F, Zhang H Y, Xie J J, Liu L S, Guo J 2014 Acta Phys. Sin. 63 104201 (in Chinese) [李成强, 王挺峰, 张合勇, 谢京江, 刘立生, 郭劲 2014 物理学报 63 104201]

    [18]

    Gao M, Nan W N, L H, Ni J P 2013 Acta Photon. Sin. 42 1107 (in Chinese) [高明, 南娓娜, 吕宏, 倪晋平 2013 光子学报 42 1107]

    [19]

    Wang S C H, Plonus M A 1979 J. Opt. Soc. Am. 69 1297

    [20]

    Andrews L C, Phillips R L 2005 Laser Beam Propagation Through Random Media (Bellingham: SPIE Optical Engineering Press) pp671-680

    [21]

    Korotkova O, Wolf E 2004 Opt. Lett. 30 198

  • [1] 钟哲强, 张翔, 张彬, 袁孝. 大气湍流和热晕综合效应下旋转光束的传输特性. 物理学报, 2023, 72(6): 064204. doi: 10.7498/aps.72.20221597
    [2] 刘宾, 赵鹏翔, 赵霞, 罗悦, 张立超. 融合偏振信息的多孔径水下成像算法. 物理学报, 2020, 69(18): 184202. doi: 10.7498/aps.69.20200471
    [3] 王飞, 余佳益, 刘显龙, 蔡阳健. 部分相干光束经过湍流大气传输研究进展. 物理学报, 2018, 67(18): 184203. doi: 10.7498/aps.67.20180877
    [4] 刘李辉, 吕炜煜, 杨超, 麦灿基, 陈德鹏. 部分相干双曲余弦厄米高斯光束在非Kolmogorov大气湍流中的传输特性. 物理学报, 2015, 64(3): 034208. doi: 10.7498/aps.64.034208
    [5] 柯熙政, 谌娟, 杨一明. 在大气湍流斜程传输中拉盖高斯光束的轨道角动量的研究. 物理学报, 2014, 63(15): 150301. doi: 10.7498/aps.63.150301
    [6] 李晓庆, 王涛, 季小玲. 球差光束在大气湍流中传输特性的实验研究. 物理学报, 2014, 63(13): 134209. doi: 10.7498/aps.63.134209
    [7] 李成强, 王挺峰, 张合勇, 谢京江, 刘立生, 郭劲. 光源参数及大气湍流对电磁光束传输偏振特性的影响. 物理学报, 2014, 63(10): 104201. doi: 10.7498/aps.63.104201
    [8] 杨爱林, 林强. 部分相干Airy光束在湍流大气中传输时的偏振特性. 物理学报, 2014, 63(20): 204101. doi: 10.7498/aps.63.204101
    [9] 李成强, 张合勇, 王挺峰, 刘立生, 郭劲. 高斯-谢尔模光束在大气湍流中传输的相干特性研究. 物理学报, 2013, 62(22): 224203. doi: 10.7498/aps.62.224203
    [10] 赵诗华, 吕清正, 袁素英, 李英骏. 任意椭圆偏振激光场非线性汤姆逊散射的一般表述与X射线产生的优化条件. 物理学报, 2011, 60(5): 054209. doi: 10.7498/aps.60.054209
    [11] 刘飞, 季小玲. 双曲余弦高斯列阵光束在湍流大气中的光束传输因子. 物理学报, 2011, 60(1): 014216. doi: 10.7498/aps.60.014216
    [12] 李晋红, 吕百达. 部分相干涡旋光束通过大气湍流上行和下行传输的比较研究. 物理学报, 2011, 60(7): 074205. doi: 10.7498/aps.60.074205
    [13] 孙尧, 张淳民, 杜娟, 赵葆常. 一种基于新型偏振干涉成像光谱仪的目标偏振信息探测新方法. 物理学报, 2010, 59(6): 3863-3870. doi: 10.7498/aps.59.3863
    [14] 季小玲. 大气湍流对径向分布高斯列阵光束扩展和方向性的影响. 物理学报, 2010, 59(1): 692-698. doi: 10.7498/aps.59.692
    [15] 郑巍巍, 王丽琴, 许静平, 王立刚. 带初相位分布的径向基模激光束列阵在湍流大气中的传输特性研究. 物理学报, 2009, 58(7): 5098-5103. doi: 10.7498/aps.58.5098
    [16] 陈微, 邢名欣, 任刚, 王科, 杜晓宇, 张冶金, 郑婉华. 光子晶体微腔中高偏振单偶极模的研究. 物理学报, 2009, 58(6): 3955-3960. doi: 10.7498/aps.58.3955
    [17] 刘 云, 张 雄, 郑永刚, 王孝民, 鲍玉英. Blazar天体的光变和偏振. 物理学报, 2007, 56(9): 5558-5563. doi: 10.7498/aps.56.5558
    [18] 王目光, 李唐军, 娄采云, 简水生, 霍 力, 姚和军, 曾 丽, 崔 杰, 刁 操. 4×10Gb/s OTDM系统中偏振模色散自适应补偿的研究. 物理学报, 2005, 54(6): 2774-2778. doi: 10.7498/aps.54.2774
    [19] 周慧君, 程木田, 刘绍鼎, 王取泉, 詹明生, 薛其坤. 各向异性量子点单光子发射的高偏振度特性. 物理学报, 2005, 54(9): 4141-4145. doi: 10.7498/aps.54.4141
    [20] 季小玲, 肖 希, 吕百达. 大气湍流对多色部分空间相干光传输特性的影响. 物理学报, 2004, 53(11): 3996-4001. doi: 10.7498/aps.53.3996
计量
  • 文章访问数:  5139
  • PDF下载量:  163
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-06-02
  • 修回日期:  2015-06-26
  • 刊出日期:  2015-11-05

/

返回文章
返回