双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离

汤明玥; 李宾中

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.034

双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离

1.
川北医学院基础医学院, 南充 637000

作者简介: 汤明玥(1982-),女,讲师,主要从事激光传输与控制方面的研究。E-mail:463540287@qq.com.

基金项目:
四川省教育厅基金资助项目(13ZB0244);教育部留学回国人员科研启动基金资助项目(第39批教外司1174号)
中图分类号: O435;TN012

Turbulence distance of cosh-Gaussian beams in non-Kolmogorov turbulence

1.
Department of Basic Medicine, North Sichuan Medical College, Nanchong 637000, China
CLC number: O435;TN012

摘要: 为了研究双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的扩展,采用广义惠更斯-菲涅耳原理,推导出部分相干双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离zt的解析表达式。对湍流参量(广义指数、内尺度l0、外尺度L0)和光束参量(相干参量、离心参量)对湍流距离的影响进行了理论分析。结果表明,zt随的增大而先减小后增大,且在=3.11处存在zt极小值;zt随l0和的增大而增大,随L0(仅当3.64时)和的增大而减小。这一结果对双曲余弦高斯光束在实际湍流中传输的相关应用是有帮助的。
- 大气光学 /
- 湍流距离 /
- 广义惠更斯-菲涅耳原理 /
- 部分相干双曲余弦高斯光束 /
- 非Kolmogorov湍流 /
- 广义指数
Abstract: To study the spreading of cosh-Gaussian beams propagating through non-Kolmogorov turbulence, extended Huygens-Fresnel principle was used. The expression of turbulence distance zt of partially coherent cosh-Gaussian beams propagating through turbulence was derived. The influence of turbulence parameters (generalized exponent parameter , inner scale l0 and outer scale L0) and beam parameters (coherence parameter and decentered parameter )on turbulence distance was studied theoretically. The results show that turbulence distance zt decreases firstly and then increases with the increase of . When =3.11, zt is minimum. And zt increases with the increase of l0 and , decreases with the increase of L0(just for 3.64) and . The results will be useful for the applications of cosh-Gaussian beams propagating in non-Kolmogorov turbulence.
- atmospheric optics /
- turbulence distance /
- extended Huygens-Fresnel principle /
- partially coherent cosh-Gaussian beams /
- non-Kolmogorov turbulence /
- generalized exponent parameter

[1]	GBUR G, WOLF E. Spreading of partially coherent beams in random media[J]. Journal of the Optical Society of America, 2002, A19(8): 1592-1598.
[2]	ZHU Zh W, SU Zh P. Spectral change of J0-correlated partially coherent flat-topped beam in turbulent atmosphere[J]. Laser Technology, 2012,36(4):532-535(in Chinese).
[3]	JI X L, ZHANG E T, L B D. Spreading of partially coherent flattened Gaussian beams propagating through turbulent media[J]. Journal of Modern Optics, 2006, 53(12): 1753-1763.
[4]	ZHONG Y L, CUI Zh F,SHI J P, et al. Propagation properties of partially coherent flat-topped beam array in a turbulent atmosphere[J]. Laser Technology, 2010,34(4):542-546(in Chinese).
[5]	LIU F, JI X L. Turbulence distance of partially coherent cos-Gaussian array beams[J]. Chinese Journal of Lasers, 2011, 38(7):0713001(in Chinese).
[6]	RAO C H, JIANG W H, LING N. Spatial and temporal characterization of phase fluctuations in non-Kolmogorov turbulence[J]. Journal of Modern Optics, 2000, 47(6): 1111-1126.
[7]	TOSELLI I, ANDREWS L C, PHILLIPS R L, et al. Free space optical system performance for laser beam propagation through non Kolmogorov turbulence for uplink and downlink paths [J].Proceedings of the SPIE, 2007, 6708: 670803.
[8]	WU G H, GUO H, YU S, et al. Spreading and direction of Gaussian- Schell model beam through a non-Kolmogorov turbulence [J]. Optics Letters, 2010, 35(5): 715-717.
[9]	XU H F, CUI Z F, QU J. Propagation of elegant Laguerre-Gaussian beam in non-Kolmogorov turbulence [J]. Optics Express, 2011, 19(22): 21163-21173.
[10]	HE X M, L B D. Propagation properties of partially coherent Hermite-Gaussian beams through non-Kolmogorov turbulence [J]. Chinese Physics, 2011, B20(9): 094210.
[11]	DENG J P, JI X L, LU L. Propagation of polychromatic partially coherent decentred laser beams propagating in non-Kolmogorov turbulence [J]. Acta Physica Sinica, 2013, 62(14): 144211(in Chinese).
[12]	HUANG Y P, ZENG A P. Propagation properties of Hermite-Gaussian beams in non-Kolmogorov turbulence [J]. Acta Photonica Sinica, 2012, 41(7): 818-823(in Chinese).
[13]	LIU L, HAO Zh Q. Propagation of sinh-Gaussian beams in gradient-index medium[J]. Laser Technology, 2013,37(1):126-129(in Chinese).
[14]	LI P, KUANG A H. Propagation characteristics of non-paraxial partially coherent Hermite-cosine-Gaussian beams[J]. Laser Technology, 2014,38(1):141-144(in Chinese).
[15]	WANG Sh M, LIN Q, JIANG X Q. Cosine-Gauss beam[J]. Acta Photonica Sinica, 1999, 28(4):367-390(in Chinese).
[16]	JI X L. Influence of turbulence on the Rayleigh range of partially coherent cosh-Gaussian beams[J]. Acta Physica Sinica,2011, 60(6): 064207(in Chinese).
[17]	ANDREWS L C, PHILLIPS R L. Lazer beam propagation through random media [M].Washington DC,USA: SPIE Press, 1998:17-29.

[1]	陈晓文 , 魏小琴 , 汤明玥 , 邓涵凌 . 空心光束在非Kolmogorov湍流传输路径上的区域分割. 激光技术, 2021, 45(3): 307-312. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.03.007
[2]	赵琦 , 郝红宇 , 樊红英 , 李建欣 , 蒋泽伟 , 肖星 . 部分相干cosh-Gaussian光束通过大气湍流后的聚焦特性. 激光技术, 2016, 40(5): 750-755. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.05.028
[3]	杨军 , 王慧 , 章曦 . 大气湍流对部分相干激光瑞利区间影响的研究. 激光技术, 2016, 40(3): 456-460. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.03.033
[4]	杨盛凯 , 王晓艳 , 赵亮 , 徐勇根 . 反常涡旋光束在各向异性大气湍流中的漂移. 激光技术, 2021, 45(2): 252-258. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.02.022
[5]	姜楠 , 李晓英 , 牛春晖 , 刘鑫 . 大气湍流对激光空间传输特性影响的实验研究. 激光技术, 2022, 46(5): 708-712. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.05.022
[6]	束杰 , 屈军 . EEMGSM光束在各向异性湍流中的光束质量因子研究. 激光技术, 2019, 43(6): 834-840. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.06.019
[7]	周正兰 , 袁扬胜 , 束杰 , 徐翔 , 屈军 . 部分相干月牙形光束在非Kolmogorov谱中的漂移. 激光技术, 2019, 43(4): 579-584. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.04.025
[8]	高金全 , 周正兰 , 徐华锋 , 吴彬 , 屈军 . 部分相干Airy涡旋光束在非Kolmogorov谱中的模态强度. 激光技术, 2021, 45(4): 522-529. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.04.018
[9]	刘兵 , 王巨胜 , 杨泽后 , 李晓锋 , 樊冬 , 任鹏 , 李斌 , 罗雄 , 冯力天 . 基于非视线红外激光大气散射通信技术研究. 激光技术, 2014, 38(6): 854-858. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.028
[10]	赵琦 , 樊红英 , 李轶国 , 蒋泽伟 , 胡绍云 , 赖庚辛 , 黄燕琳 , 耿旭 . 大能量中空光束大气传输的仿真与实验比对研究. 激光技术, 2014, 38(4): 542-545. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.04.021
[11]	钱天 , 陆健 , 唐懋 , 张冲 , 张宏超 . 飞秒激光致双液滴光学击穿和等离子体分布研究. 激光技术, 2023, 47(2): 193-199. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.02.006
[12]	刘玉丽 . 探测边界层大气温度的转动喇曼激光雷达. 激光技术, 2018, 42(4): 541-544. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.04.020
[13]	刘琳琳 , 杨杰 , 黄见 , 苑克娥 , 尹凯欣 , 胡顺星 . 激光雷达观测淮南大气SO₂和NO₂浓度廓线实例分析. 激光技术, 2019, 43(3): 353-358. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.03.012
[14]	石玉立 , 杨丰恺 , 曹念文 . MPL反演南京北郊气溶胶光学厚度准确度的研究. 激光技术, 2015, 39(3): 372-376. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.03.020
[15]	钟燕丽 , 崔执凤 , 石建平 , 屈军 . 部分相干平顶光束序列在湍流大气中传输特性. 激光技术, 2010, 34(4): 542-547. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.030
[16]	朱焯炜 , 苏宙平 . 湍流大气中J0相关部分相干平顶光束的谱移. 激光技术, 2012, 36(4): 532-535. doi: 10.3969/j.issn.1001-806.2012.04.025
[17]	朱焯炜 , 徐建才 , 仓吉 . 湍流大气中J0相关部分相干平顶光束的传输特性. 激光技术, 2010, 34(4): 565-568. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.035
[18]	王玉诏 . 一种用于激光雷达信号的自适应分段平滑算法. 激光技术, 2014, 38(5): 599-602. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.005
[19]	杨建清 , 罗积军 , 徐军 , 孙琦云 , 王婷 . 基于雨滴谱分布数据库的近红外辐射衰减研究. 激光技术, 2018, 42(2): 161-165. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.02.004
[20]	陈莉英 , 姜洪波 , 沈利沣 , 赵志刚 . 脉冲腔衰荡技术探测气溶胶消光系数的研究. 激光技术, 2016, 40(2): 241-244. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.02.019

点击查看大图

计量

文章访问数: 5525
HTML全文浏览量: 2957
PDF下载量: 435
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

留言板

双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离

作者简介: 汤明玥(1982-),女,讲师,主要从事激光传输与控制方面的研究。E-mail:463540287@qq.com.

Turbulence distance of cosh-Gaussian beams in non-Kolmogorov turbulence

计量

双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离

作者简介: 汤明玥(1982-),女,讲师,主要从事激光传输与控制方面的研究。E-mail:463540287@qq.com

English Abstract

Turbulence distance of cosh-Gaussian beams in non-Kolmogorov turbulence

全文HTML

目录

留言板

双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离

作者简介: 汤明玥(1982-),女,讲师,主要从事激光传输与控制方面的研究。E-mail:463540287@qq.com.

Turbulence distance of cosh-Gaussian beams in non-Kolmogorov turbulence

计量

出版历程

双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离

作者简介: 汤明玥(1982-),女,讲师,主要从事激光传输与控制方面的研究。E-mail:463540287@qq.com

English Abstract

Turbulence distance of cosh-Gaussian beams in non-Kolmogorov turbulence

全文HTML

目录