为了探究部分相干月牙形光束在非Kolmogorov谱中漂移的演化规律, 采用拓展Huygens-Fresnel原理, 得到了相应的解析表达式, 并运用MATLAB进行了数值模拟。结果表明, 在非Kolmogorov谱中, 部分相干月牙形光束的漂移分别随着各向异性参量的增大、湍流内尺度的增大、湍流外尺度的减小、结构常数的减小而降低; 与各向同性湍流相比, 各向异性湍流对漂移的影响较小; 月牙形光束的最大光强位置的离轴距离分别随着波长、光束阶数的增大而增大, 随着相干长度的增大而减小。月牙形光束由于最大光强位置的离轴特性, 有利于绕过障碍物传输, 所得结论对实际光通信有一定参考价值。

基于拓展的惠更斯-菲涅尔原理,推导出了圆对称阵列光束在各项异性湍流大气中传输的束腰宽度和光束漂移解析表达式,并对此表达式进行了数值模拟。结果表明:圆对称阵列光束在各项异性湍流大气传输时,阵列光束的高斯光束个数对光束漂移的影响较小,而高斯阵列所围成圆环的半径对光束漂移的影响较大,半径越大,阵列光束的漂移越小;各项异性湍流大气的幂律参数和各项异性因子也是影响光束漂移的主要因素。在相同条件下,阵列光束受到各项异性湍流大气的扰动比高斯光束小。

为了改善机载LCD在低温加热过程中出现的不均匀、四角发蓝现象, 提出了一种基于ITO图案化的加热器设计方法。首先通过Pro/E软件设计ITO图形, 接着利用ANSYS Workbench对屏组件进行有限元热仿真, 得到了机载LCD的低温加热功耗以及稳态温度分布图, 最后根据仿真数据制作LCD, 并进行样品试验。结果表明,对于15.24 cm的LCD, 在相同的功率下, 图案化的加热器加热更加均匀, 且四角发蓝现象得到明显的改善。

为了研究受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气中传输时质量因子的特性, 基于拓展的惠更斯-菲涅耳原理和维格纳分布函数的二阶矩定义, 经理论推导得出受遮挡贝塞尔-高斯光束的解析表达式, 并进行了相应的数值计算。结果表明,当遮挡物尺寸不大于0.4倍的腰宽时, 受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气中的传输质量因子随传播距离、湍流大气结构常数的增大而增大, 随着湍流内标量、光束拓扑荷数的增大而减小。在相同条件下, 光束的传输质量因子随着遮挡物尺寸的增大而增大。所得结论对实际激光传输和自由空间光通信有一定的参考价值。

提出了一种基于凹槽导光板的背光源设计以提高侧入式背光源的光线利用率。首先, 通过光学工程软件LightTools设计了常用导光板及三角形截面凹槽导光板; 再分别采用两种不同结构的导光板对背光源进行仿真; 最后, 通过跟常用背光源进行对比分析, 可以得出结论: 采用三角形截面凹槽导光板能大幅提高背光源的光学性能。其中, 平均照度提高了约17 000 lux, 平均亮度提高了约10 000 nit, 光线利用率提高了20.2%, 但是均匀性降低了4.7%。总体来看, 该背光源可以有效提升液晶模组的显示亮度。该结论对于进一步提高各类液晶显示器亮度的相关研究有一定的参考作用。

为了研究部分相干平顶光束阵列在海洋湍流中的传输特性, 基于拓展惠更斯-菲涅耳原理和魏格纳分布函数, 结合海洋湍流的空间功率谱函数, 理论推导了部分相干平顶光束阵列在海洋湍流中的传输因子、有效曲率半径、瑞利尺寸的解析表达式, 数值计算并讨论了它们与光束的相干长度、海水温度与盐度变化、动能耗散率、温度方差耗散率等参量的关系。结果表明,在相同条件下, 当传输距离超过400m时, 相对于部分相干高斯光束、部分相干平顶光束和部分相干高斯光束阵列, 部分相干平顶光束阵列受海洋湍流的影响更小, 传输特性更为稳定。此结果对选择合适的光束在海洋湍流传输方面具有一定的参考价值。

基于拓展的惠更斯菲涅耳原理和魏格纳分布函数，理论推导了异常二阶空心光束在海洋湍流中的光束质量因子的表达式，并进行了相应的数值计算和分析。结果表明：异常空心光束的质量因子随着传输距离的减少和光束波长的增大而减少；传输距离一定时，随着光束束宽的增加，质量因子先减小后增大；随着相干长度的增加，质量因子逐渐减小，最后保持一个定值不变。在海洋湍流中，光束质量与动能耗散率、温度方差耗散率、盐度及温度变化比有关，随着动能耗散率的减小、温度方差耗散率及温度盐度比的增大，质量因子逐渐减小。所得结果对实际光束在海洋湍流中的传输及应用具有一定的参考价值。

基于互谱密度函数和瑞利散射理论，推导了聚焦部分相干复宗量厄米高斯光束的光强分布和作用在瑞利电介质球上辐射力的解析表达式，并进行了相应的数值计算。结果表明：当横向相干长度较大时，聚焦部分相干复宗量厄米高斯光束具有空心光束的轮廓，空心的尺寸随着光束阶数的增加而增大；随着相干度的逐渐减小，聚焦部分相干复宗量厄米高斯光束逐渐转化成高斯光束，光强的峰值随着光束阶数的增加而减小。通过改变光束的相干度，选择合适的光束阶数、光束腰宽及透镜的焦距长度，可实现对折射率不同的两类粒子的大范围、稳定捕获，所得结论对光学捕获具有一定的理论参考价值。

应用 Wigner 分布函数的二阶矩定义和拓展 Huygens-Fresnel 原理研究了圆形平 顶高斯光束阵列在湍流 大气传输中的光束性质,得到其传输质量因子 (M2因子) 的解析表达式,进行了相应的数值计算和模拟。结果表明:在湍流 大气中传输时,圆形平顶高斯光束 阵列的传输质量因子随传播距离、湍流大气结构常数的增大和束腰宽度的减小而增大;当光束阵列阶数一定, 阵列个数不断增加时,其传输质量因子先保持不变,然后开始减小,最后不再减小而保持这个定值不变; 当光束阵列的个数一定,阶数不断增加时,其传输质量因子减小,最后不再减小而保持不变。在自由空间中 传输时,圆形平顶高斯光束阵列的传输质量因子保持不变。

为了研究受限拉盖尔-高斯光束湍流传输时轴上光强分布,采用扩展惠更斯-菲涅耳原理方法进行了理论分析,得到了受发射圆孔限制的拉盖尔-高斯光束在大气湍流中传输时轴上光强的表达式。并运用MAPLE模拟,取得了不同湍流强度、波长和发射圆孔孔径下轴上光强的分布理论数据。结果表明,拉盖尔-高斯光束在不同阶数、湍流强度、波长和发射圆孔孔径下,真空和湍流较弱时,轴上光强在近场发生明显振荡,达到最大值后,强度明显开始降低,湍流较强时,传输很近距离强度就迅速衰减,并与其在真空中的传输特性进行了比较。这一结果对研究拉盖尔-高斯光束是有帮助的。