离轴涡旋光束在海洋湍流传输过程中的光斑演变
2021-03-04张明明周立佳陈袁兰馨周阿雄朱山友
江苏科技大学学报(自然科学版) 2021年6期
张明明,张 凤,周立佳,陈袁兰馨,周阿雄,朱山友
(江苏科技大学 理学院,镇江 212100)
涡旋光束因携带轨道角动量,在光学通信、微粒操控和激光加工等领域具有极大的应用潜力[1-4].离轴涡旋光束是一种相位奇点偏离光斑中心的光束[5].利用螺旋相位板获得涡旋光束实验中,螺旋相位板中心很难与激光束中心完全重合,会存在一个微小的偏移量,此时产生的光束相位奇点位置会偏离光束中心,称为离轴涡旋光束.正是由于离轴涡旋光束在实验中经常出现,因此对其传输特性研究具有重要的意义.涡旋光束在自由空间和大气、海洋湍流环境下的传输特性也越来越受到关注[6-9].研究发现涡旋光束在海洋湍流中传输,光斑会逐渐扩散且不稳定,闪烁因子会随着传输距离的增加而增大[6].离轴的拉盖尔-高斯涡旋光束在自由空间中传输,除了光斑会展宽外,涡旋暗核也会发生偏移[7].目前涡旋光束在离轴情况下的传输特性研究主要集中在自由空间和大气湍流传输领域.海洋富含丰富的资源,但复杂的环境使得海洋探测变的非常的困难,由于海水对蓝绿光的衰减比其它波段的光衰减小的多,存在通光窗口,使得蓝绿波段的激光在水下远距离通讯和激光水下探测变为可能.涡旋光束作为一种信息载体,在激光通讯探测等领域具有巨大的潜力,其在海洋湍流传输中的传输特性还有待进一步的探究,特别是在离轴情况下的海洋传输……
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