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拉盖尔-高斯涡旋光束经混合海洋介质相位屏传输的闪烁因子

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基于随机介质相位屏法,通过数值仿真方法研究了在混合海洋介质中传输的拉盖尔-高斯(LG)涡旋光束的光强和闪烁因子变化.仿真结果表明:LG涡旋光束的光斑尺寸会随传输距离的增加而逐渐变大,且光束中心轴上的暗斑区域也会随之逐渐变小,直至完全消失.当传输距离从30 m增加至100 m时,闪烁因子会快速增大并逐渐趋于稳定;但当传输距离大于100 m时,闪烁因子反而会有所减小.对于波长不同的LG涡旋光束,无论波长取值多少,闪烁因子都会随传输距离的增大呈现出不断增大的变化趋势,且波长越短,闪烁因子越大.海洋湍流越强,即海洋湍流相位屏的均方温度耗散率越大,或温盐比越大,或动能耗散率越小,闪烁因子就越大.
Scintillation Index of Laguerre-Gaussian Vortex Beam Propagation Through an Ocean Mixed-Medium Phase Screen
Light intensity and scintillation index changes of the Laguerre-Gaussian(LG)vortex beam propagated in ocean mixed-media are investigated by numerical simulation based on the random media phase screen method.Simulation results show that the spot size of the LG vortex beam will gradually grow as propagation distance increases,and the dark spot area on the central axis of the beam will gradually shrink until it disappears entirely.When the propagation distance increases from 30 m to 100 m,the scintillation index will quickly increase and then gradually stablize,but when the propagation distance is over 100 m,the scintillation index will decrease.The scintillation index will increase with the increase of the propagation distance for LG vortex beams with different wavelengths,regardless of the wavelength value,and the shorter the wavelength,the larger the scintillation index.The greater the mean square temperature dissipation rate,or the greater the temperature-salinity ratio,or the smaller the kinetic energy dissipation rate,the stronger the ocean turbulence,and the larger the scintillation index.

atmospheric and oceanic opticsscintillation indexphase screen methodvortex beamocean turbulenceocean suspended particle

吴鹏飞、胡田田、王姣、谭振坤

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西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西 西安 710048

西安市无线光通信与网络研究重点实验室,陕西 西安 710048

陕西科技大学电子信息与人工智能学院,陕西 西安 710021

西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021

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大气和海洋光学 闪烁因子 相位屏法 涡旋光束 海洋湍流 海洋悬浮粒子

国家自然科学基金国家自然科学基金陕西省科协青年人才支持项目陕西省教育厅服务地方专项项目陕西省科技厅重点研发计划工业领域重大专项

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2024

10.3788/LOP231750

激光与光电子学进展
中国科学院上海光学精密机械研究所

激光与光电子学进展

CSTPCD北大核心
影响因子：1.153
ISSN：1006-4125
年,卷(期)：2024.61(15)
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