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国家自然科学基金(61178070): 作品数：14 被引量：43H指数：5; 相关作者：季小玲李晓庆陆璐邓金平马媛更多>>; 相关机构：四川师范大学四川大学西南技术物理研究所更多>>; 发文基金：国家自然科学基金更多>>; 相关领域：理学机械工程电子电信更多>>

高功率激光在非均匀大气中传输的自聚焦效应研究进展被引量：1: 2021年; 地基激光空间碎片清除和利用激光辐射把转换的太阳能从空间轨道输运到地面等应用中,不可避免地遇到高功率激光在非均匀大气中的传输问题。由于激光功率已远远超过大气非线性自聚焦临界功率,大气自聚焦效应是影响光束质量的一个重要物理因素。概述了近年来国内外高功率激光在非均匀大气中上行或下行传输的自聚焦效应研究进展,主要介绍了高功率激光在非均匀大气中的传输模型、理论基础、数值和解析研究方法,着重介绍了自聚焦效应对激光传输特性和光束质量的影响,并总结了优化靶面光束质量的方案。此外,还介绍了大气群速度色散效应和大气湍流效应等物理因素对激光光束质量的影响。最后,还提出了该领域值得进一步深入研究的一些问题。; 季小玲邓宇; 关键词：高功率激光光束质量

Rytov相位结构函数二次近似和硬边光阑复高斯函数展开近似的验证被引量：7: 2011年; 以受光阑限制的高斯光束在大气湍流中传输为例,用仿真程序数值模拟方法和实验方法对用Rytov相位结构函数二次近似和复高斯函数展开法得到的解析结果(如光强分布、二阶矩束宽、桶中功率和β参数)进行了比较验证。研究表明,解析结果与数值模拟结果和实验结果基本吻合。此外,对用不同研究方法所得结果的差异给出了合理的解释。; 李晓庆赵琦季小玲; 关键词：大气光学数值模拟方法

截断光束的二阶矩矩阵被引量：4: 2012年; 采用复高斯展开法和维格纳分布函数(WDF),推导出了截断光束的二阶矩矩阵通过大气湍流的传输公式。研究表明,将硬边光阑的复高斯展开函数引入z=0平面处的WDF中,能够避免截断光束二阶矩的积分发散问题,得到z=0平面处二阶矩的解析结果,并且保证了精度,从而方便地得到截断光束在大气湍流中传输的二阶矩矩阵。实验所得到的结果具有一般性,即无截断光束的二阶矩矩阵通过大气湍流传输和截断光束的二阶矩矩阵在自由空间的传输都可以分别作为特例给出。; 李晓庆季小玲; 关键词：激光光学大气湍流

光束高阶矩传输特性的矩阵表示: 2014年; 给出了用维格纳分布函数（WDF）定义的光束高阶矩传输特性的矩阵表达式，其中考虑了大气湍流和光学系统对光束高阶矩传输特性的影响。研究结果表明：光束的四阶矩阵与两个湍流参数Tμ和Tμ′有关，光束的三阶矩阵和二阶矩阵只与一个湍流参数Tμ有关，而光柬的一阶矩阵与湍流无关。该光束高阶矩传输特性的矩阵表达式具有一般性，即光束通过Kolmogorov湍流、非Kolmogorov湍流、光学系统以及自由空间中传输的光束高阶矩传输特性的矩阵表达式均可作为特例得到。这种光束高阶矩传输特性的矩阵表达式形式简洁、物理含义明确，具有重要的理论和实际应用意义。; 李晓庆季小玲; 关键词：激光光学大气湍流

倾斜离轴高斯-谢尔模型光束在大气湍流中通过猫眼光学镜头反射光的光强特性被引量：6: 2013年; 本文研究了大气湍流和探测光空间相干性对倾斜离轴激光束通过猫眼光学镜头反射光光强特性的影响.研究表明:由于光阑效应以及光束倾斜或离轴,反射光光强出现振荡和非对称分布现象.大气湍流不会改变其非对称性,但湍流中其光强不再振荡.当猫眼光学镜头存在微弱正离焦δmax情况下,轴上光强可达到最大值.猫眼光学镜头焦距越大,所需δmax越大.但是,大气湍流和探测光相干性好坏都不会改变所需δmax值.在大气湍流中传输距离足够远时,反射光强会成为离轴类高斯分布.随着传输距离的增大,相干性越差的探测光的反射光束扩展可以更小,这与部分相干光自由空间传输规律完全不同.探测光相干性越好,其反射光强受湍流的影响越大,但差异不大.本文所得结果对激光主动探测的应用具有意义.; 马媛季小玲; 关键词：大气湍流部分相干光光强

大气湍流对受光阑限制的多色高斯-谢尔模型光束总光强分布特性的影响: 2012年; 基于广义惠更斯-菲涅尔原理,采用Rytov相位结构函数二次近似和窗口函数的复高斯展开法,推导出了受光阑限制的多色高斯-谢尔模型(GSM)光束在大气湍流中的总光强公式,详细研究了大气湍流对受光阑限制的多色GSM光束总光强分布特性的影响.研究表明,光束截断参数、光束相干参数和源光谱带宽越小,大气湍流对受光阑限制的多色GSM光束总光强影响就越小.特别地,湍流对受光阑限制的多色GSM光束的影响比无光阑限制时要小;在大气湍流和自由空间中,受光阑限制的多色GSM光束比准单色GSM光束扩展大.; 郑宇龙李晓庆刘飞季小玲; 关键词：大气湍流光阑

多色部分相干偏心光束在non-Kolmogorov湍流中的传输被引量：6: 2013年; 推导了多色部分相干偏心光束在non-Kolmogorov湍流中传输的总光强、轴上光谱、相干度的解析表达式,研究了光束偏心参数β、湍流广义指数α和源光谱带宽Ω对激光传输特性的影响.研究表明:β越大,则光束重心偏离传输轴越远,相干度的不对称性越明显,但是,β对轴上光谱几乎没有影响;湍流广义指数α对总光强、轴上光谱和相干长度的影响是非单调的,当α=3.1时,湍流对光束传输特性的影响最大.值得指出的是:在某些传输距离处,不同α对应的轴上光谱位移量相同;在某些传输距离处,轴上光谱位移量为零,且该传输距离与Ω无关,但湍流使得该传输距离缩短.所得结论对多色部分相干偏心光束在湍流大气中传输的相关应用具有重要意义.; 邓金平季小玲陆璐

A further study on the spreading and directionality of Gaussian array beams in non-Kolmogorov turbulence被引量：1: 2014年; It is found that in free space, the curves of the mean-squared beam width may each have a cross point at a certain propagation distance zc. For Gaussian array beams, the analytical expressions of zc are derived. For the coherent combination, zc is larger than that for the incoherent combination. However, in non-Kolmogorov turbulence, the cross point disappears, and the Gaussian array beams will have the same directionality in terms of the angular spread. Furthermore,a short propagation distance is needed to reach the same directionality when the generalized exponent is equal to 3.108.In particular, it is shown that the condition obtained in previous studies is not necessary for laser beams to have the same directionality in turbulence, which is explained physically. On the other hand, the relative average intensity distributions at the position where the Gaussian array beams have the same mean-squared beam width are also examined.; 陆璐季小玲邓金平李晓庆; 关键词：高斯光束波束宽度

大气湍流对多色高斯-谢尔模型光束扩展的影响被引量：9: 2012年; 基于广义惠更斯-菲涅耳原理,采用Rytov相位结构函数二次近似和硬边窗口函数的复高斯展开法,推导了受光阑限制的多色高斯-谢尔模型(GSM)光束在大气湍流中的二阶矩束宽公式。研究表明:二阶矩束宽随着大气湍流折射率结构常数、源光谱带宽和光束传输距离的增加而增大,随着光束截断参数和光束相干参数的增加而减小;并且,当源光谱带宽越大、光束截断参数和光束相干参数越小,则湍流对受光阑限制的多色GSM光束扩展的影响就越小。; 郑宇龙季小玲; 关键词：大气湍流光阑

截断的有振幅调制和位相畸变光束的等效曲率半径: 2012年; 高功率激光通常具有振幅调制和相位畸变.采用统计光学方法推导了截断的有振幅调制和位相畸变光束在大气湍流中传输的等效曲率半径R的解析公式.研究表明:随着位相畸变参量、振幅调制参量和光束截断参量的增大,光束在自由空间中的R增大,但R受湍流的影响也会增大;并且高斯光束在自由空间中的R最大,但其受湍流影响也最大.因此,在大气湍流中传输到足够远时,截断的有振幅调制和位相畸变光束的R就要比高斯光束的大.特别地,相对等效曲率半径R_r随传输距离为非单调变化,存在一个最小值,即在该位置处R受湍流的影响最大.此外,达到R_r最小值所需传输距离随光束位相畸变和振幅调制的加剧而增大.; 邵晓利季小玲; 关键词：大气湍流

国家自然科学基金(61178070)

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