部分相干径向偏振光束通过湍流大气后的偏振特性开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

目前，随着激光器技术的发展，激光已广泛应用于通信、探测、遥感和工业加工等领域。由于激光在光通信中广泛的应用，因此激光光束在湍流大气中的传输特性也受到越来越多的关注，成为近年来国内外科学研究者研究的热点。由于大气的随机运动造成了大气湍流，光在湍流大气中的传输实际为光在随机介质中的传输，其传输特性极其复杂，但由于生活中实际问题日益增长的需要，如光在大气中的传播特性不得不成为我们要解决的问题。

高斯-谢尔模光束在大气湍流中传输时光谱会发生改变，产生发散特性，且传输的部分相干高斯-谢尔模光束的高阶模比低阶模发散的快，但其相对发散性与在自由空间中的情况相同，研究还发现在大气湍流中经过远距离传输的高斯谢尔模束的发散性与源平面处光束的自身特性无关。与此同时，大气湍流的折射率，接收位置和高斯-谢尔模光束的空间相干长度也会对光束造成影响，大气湍流对小相干长度的部分相干光束影响较小。实验证明，部分相干光束在相同大气湍流条件下的传输过程比完全相干光束更具优势，部分相干特性与双曲正弦-高斯光束结合的研究表明，当光束的相干长度较小、阶数较高时，大气湍流对光束的发散特性影响就不大。而部分相干特性与厄米-双曲余弦-高斯光束结合的研究表明,当部分相干厄米-双曲余弦-高斯光束具有小的相干长度和光束参数、以及较大的阶数时，大气湍流对光束的传输特性影响较小。部分相干特性与平顶光束结合，具有相差的部分相干平顶光束在大气湍流中传输时，偏振度具有一定变化规律。由于光波在大气湍流中的传输问题跟许多实际问题如激光通信、环境遥感、目标跟踪和检测有关，因此引起国内外众多研究者对激光在大气湍流中传输效应的研究，通过近年来世界各国的科学家的努力，目前光束在湍流大气中的传输特性已有显著成就，其中部分相干径向偏振光束在湍流大气中的传输特性的研究具有广阔的研究前景和理论价值，本文的研究课题即为部分相干径向偏振光束通过湍流大气后的偏振特性，此研究将对现代光学理论及光束空间传播的发展具有重要价值。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

介绍湍流大气的相关知识以及部分相干径向偏振光束的偏振特性、偏振度。根据有关文献，基于光束在湍流大气中的传输公式，利用交叉光谱密度矩阵法来研究部分相干径向偏振光束在湍流大气中传输的偏振特性，并进行数值仿真，得出理论知识。

2.2目标

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的部分相干径向偏振光束在湍流大气中传输的偏振特性。确定方案，完成开题报告。

第4-7周：阅读相关文献，了解并掌握湍流大气的相关知识和部分相干光的偏振度特性以及光束在湍流大气中传输的理论分析。

第8-11周：对部分相干径向偏振光束在湍流大气中传输特性进行数值仿真。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]caiy,hes.propagationofapartiallycoherenttwistedanisotropicgaussian-schellmodelbeaminaturbulentatmosphere[j].appl.phys.lett.,2006,89(4):041117.

[2]shirait,dogariua,wolfe.modeanalysisofspreadingofpartiallycoherentbeamspropagatingthroughatmosphericturbulence[j].j.opt.soc.am.a,2003,20:1094-1102.

[3]salemm,shirait,dogariua,etal.long-distancepropagationofpartiallycoherentbeamsthroughatmosphericturbulence[j].opt.commun.,2003,216:261-265.