光子学报
2021, 50(11): 1114003
安徽师范大学 物理与电子信息学院, 芜湖 241002
为了探究部分相干Airy涡旋光束在非Kolmogorov谱中模态强度的演化规律, 基于广义的Huygens-Fresnel原理和Rytov近似理论, 推导了部分相干Airy涡旋光束的轨道角动量模态概率的解析式。结合MATLAB的数值模拟, 研究了部分相干Airy涡旋光束在非Kolmogorov谱湍流大气中传输时湍流参量和波束参量与涡旋模态强度的关系, 对部分相干Airy涡旋光束的相干宽度在传输过程中对模态强度的影响进行了理论分析。结果表明, 选取拓扑荷数较小、主亮环半径较大、波长较长的部分相干Airy涡旋光束能有效减缓湍流效应的影响, 减小强湍流中模态间的串扰；较大的湍流谱幂指数和较小的探测器孔径直径能提高部分相干Airy涡旋光束的模态强度；与完全相干涡旋光束相比, 部分相干涡旋光束具有较强的湍流阻力, 在大气湍流中能有更好的传输性能, 相干性较差会导致螺旋谱分布弥散。这些结果对自由空间光通信的研究具有一定的参考价值。
大气光学 非Kolmogorov谱 惠更斯-菲涅耳原理 部分相干Airy涡旋光束 误比特率 atmospheric optics non-Kolmogorov turbulence Huygens-Fresnel principle partially coherent Airy vortex beams bit error rate
1 浙江工业大学理学院浙江省量子精密测量重点实验室, 浙江 杭州, 310023
2 之江实验室量子传感研究中心, 浙江 杭州, 310000
设计了一种压电陶瓷驱动的精密倾斜平台及其倾斜角度控制方法,实现了高精度倾斜控制。该控制系统主要由主控制器、位移探测模块、数模转换模块、高压驱动模块4部分组成,可实现快速精确的倾斜控制。运用了球透镜与位置敏感传感器相结合的方法测量和控制精密倾斜控制平台的倾斜角度。实验结果表明,该平台控制精度优于0.5 μrad,且结构简单、易于装设,特别适用于要求倾斜角度精密控制且低成本的工程应用环境。
测量 倾斜平台 位置敏感探测元件 比例积分控制 光学学报
2020, 40(19): 1912001
1 湖州市气象局, 浙江 湖州 313000
2 宁波市气象局, 浙江 宁波 315012
利用大气颗粒物激光雷达观测数据、地面监测站数据和铁塔上搭载的超声波风速仪测量得到的风场数据(简称“铁塔风场数据”),对2018年1月16日至1月18日浙江北部地区的一次污染过程及特征进行了分析。本次污染过程主要受区域污染物传输影响。激光雷达观测结果表明:受西北风影响,16日12时开始,西北方向城市的污染物开始向宁波传输,颗粒物浓度迅速升高,17日18时之后风向转为较弱南风,污染开始消散;532 nm通道的距离平方校正信号与近地面污染物浓度的变化趋势一致;退偏振比、波长指数的结果显示,0.5~1 km高度处的污染物与近地面污染物为两种不同的类型。HYSPLIT后向轨迹模式结果表明,该污染气团来自宁波的西北方向城市,且气团输送速度较快,HYSPLIT模式结果与铁塔风场数据分析结果一致。可见激光雷达的探测结果能够有效地表征颗粒物浓度的空间分布以及演变,并为大气污染的监测和预警提供理论依据。
大气光学 激光雷达 后向散射系数 气溶胶 污染传输 激光与光电子学进展
2019, 56(13): 130101
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Optics, Department of Physics, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
2 Center for Optics and Optoelectronics Research, College of Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310023, China
The first Asia-Pacific Comparison of Absolute Gravimeters (APMP.M.G-K1) was organized by the National Institute of Metrology (NIM) of China from December 21, 2015 to March 25, 2016 in Changping, Beijing. Our compact cold atom gravimeter (CCAG) was transported from Hangzhou to Beijing with a long distance of about 1200 km to participate in this comparison. The CCAG is the only one, to the best of our knowledge, that is based on the principle of atom interferometry among all the instruments. Absolute gravity in the indicated three test sites has been measured as requested by the organizer. The sensitivity of our CCAG is estimated to be 90 μGal/Hz, even when the measurements are carried out without any vibration isolation. Besides, the accuracy of this gravimeter has been evaluated to be about 19 μGal by considering the significant system errors. Our results show a good agreement with the given reference value.
120.3180 Interferometry Chinese Optics Letters
2019, 17(1): 011204
1 西安交通大学电子与信息工程学院陕西省信息光子技术重点实验室, 陕西 西安 710049
2 光电信息控制和安全技术重点实验室, 河北 三河 065201
采用蒙特卡罗方法，研究了散射介质各向异性因子等参数对超短脉冲在散射介质中传播的时间和空间分布以及各散射阶次光子强度比例分布的影响。研究结果表明，当各向异性因子或吸收系数减小、散射系数或传播深度增大时，脉冲的时间展宽和空间扩散都随之增强，高散射阶次光子强度比例也随之增大。
超快光学 散射 蒙特卡罗 散射介质 时间和空间特性
安徽师范大学物理与电子信息学院, 安徽 芜湖 241000
气溶胶光学特性对气溶胶直接辐射强迫有重要的影响。采集了北京、香河、兴隆、敦煌四个不同地区的气溶 胶光学特性地基观测数据,利用SBDART辐射传输模式模拟计算获取了四个地区的气溶胶直接辐射强迫,通过 对比分析这四个地区的气溶胶辐射强迫得到了气溶胶辐射强迫效率同气溶胶光学特性的相关性。该研 究结果对分析气候模式和评估环境能源结构具有重要的参考意义。
大气光学 气溶胶 辐射强迫效率 辐射传输 atmospheric optics aerosol radiative forcing efficiency radiation transmission
1 中国科学院,力学研究所,北京,100080
2 沈阳飞机设计研究所,辽宁,沈阳,110035
用数值模拟的方法对大气压非平衡等离子体薄层中,不同的电子密度分布对微波反射、吸收和透射的影响进行了研究.所采用的理论分析方法是分层模型和镶嵌不变原理.计算中考虑了微波在子层间的多次反射和吸收.数值结果表明,对于电磁波的吸收来说,等离子体中具有二次分布的电子密度,其效果要高于线性分布10%左右;而对于反射来说,线性分布效率更高.功率反射系数随波长的增大而增大,功率吸收系数A也不是单调的,当电子密度不变时,A存在一个峰值,随着电磁波波长的增加而增加,达到最大值后,缓慢降低.
电磁波 等离子体 传播 非平衡 大气压 Microwave Plasma Propagation Non-equilibrium Atmospheric pressure
