西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
提出了一种基于涡旋光干涉条纹偏移检测的水下湍流识别方法。利用随机相位屏法对拉盖尔-高斯光束在湍流中的传输及干涉特性进行理论模拟。在此基础上,实验研究了不同拓扑荷数涡旋光束经湍流场后与高斯光束干涉所得条纹的偏移特性。实验及理论结果表明:在较强湍流环境中,拓扑荷数越大,涡旋光束传输能力越强;相同湍流强度下,拓扑荷数越大,干涉条纹位置偏移量越小;相同拓扑荷数涡旋光的干涉条纹偏移量随湍流强度的增大而增大。这表明,涡旋光干涉条纹偏移检测法可有效地检测湍流强度,识别舰船尾流。
大气光学 水下激光 涡旋光束 水下湍流 干涉 条纹偏移 光学学报
2019, 39(10): 1001005
西安电子科技大学物理与光电工程学院，陕西 西安 710071
利用差动激光多普勒探测法，研究了能够探测尾流中气泡和湍流分布的光学诊断方法。实验研究了模拟尾流场中运动气泡及湍流的后向散射光的多普勒频移谱特性。采用差动相干探测法获得了模拟尾流场的流速，测量值与实际流速误差小于1.5％。实验结果表明：相干光束夹角对散射光频移量具有明显影响，散射光多普勒频移量随两相干光夹角的增大而增大；气泡运动引起的频移主要集中在低频端，为一宽带谱；并且频移谱的宽度随气泡数密度的增大而增大。频谱的这一特征可作为舰船尾流识别的判据之一。
尾流检测 激光多普勒技术 后向散射 detection of simulation wake laser Doppler technique backscattering 红外与激光工程
2015, 44(12): 3525
西安电子科技大学 物理与光电工程学院，陕西 西安 710071
光波导光学相控阵器件端面的平整性对其输出特性有很大影响。基于光场相干叠加原理，建立了非平整端面下光波导光学相控阵的远场光场分布模型，给出了远场光场分布的一般公式，分析了非平整端面如何影响输出面上光场的相位以及输出面相位的变化如何影响远场光场分布。利用该模型计算和分析了倾斜平面、凹面、单层凹陷以及随机起伏面这几种特殊非平整端面下光波导光学相控阵输出光强分布的特点。研究结果表明：当光波导光学相控阵的端面非平整时，会不同程度地改变远场主瓣的位置和强度，影响光束扫描精度和功率。
光波导光学相控阵 相干叠加 非平整端面 远场光场分布模型 waveguide optical phased array coherent superposition uneven surface far-field optical field distribution model
西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
以检测参量为主线，综述了国内尾流光学检测近15 年的发展历程。归纳了已有的连续激光散射强度检测、成像检测、脉冲回波检测和偏振检测等四大类不同的尾流光学检测方法，介绍了不同检测方法的基本原理、发展以及存在的问题。结合检测的新方法、信号处理与抗干扰技术、建立尾流特性数据库和拓展相关应用对尾流光学检测的进一步研究进行了展望。
海洋光学 尾流光学检测 Mie 散射 蒙特卡罗模拟 激光与光电子学进展
2014, 51(12): 120004
西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
提出了一种基于气泡群后向散射光多普勒频移谱特性的舰船尾流检测方法。利用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法对尾流区运动气泡群后向散射激光多普勒频移谱进行了理论模拟，分析了气泡数密度和速率分布对后向散射光信号多普勒频移谱特性的影响。在此基础上，利用差动型激光多普勒探测方法，实验研究了模拟尾流气泡群后向散射光多普勒频移谱特性，实验结果与理论模拟基本符合。研究表明，随着尾流中气泡数密度和速率分布范围的增大，后向散射光信号的多普勒频移谱的幅度、截止频移也随之增大。这证明了激光后向散射多普勒频移谱特性分析法可作为一种有效的尾流检测方法。
海洋光学 尾流气泡检测 激光多普勒技术 后向散射 频移谱
哈尔滨工业大学光电子技术研究所可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
根据热平衡状态下的麦克斯韦速度分布函数,得到了三维空间中两原子间相对运动速度的分布函数。以四能级理论模型为基础,将此分布函数考虑到激光感生碰撞截面的计算之中,直接积分态振幅的运动方程,对弱场和强场两种情况下Eu-Sr系统中的一个激光感生碰撞过程进行了数值计算,得到了特定温度下系统的激光感生碰撞截面的谱线线型。将该数值计算的结果与以前的理论工作进行了比较,分析了两原子间相对运动速度分布对激光感生碰撞过程的影响。分析表明,两原子之间相对运动速度的统计分布虽然不影响激光感生碰撞截面的谱线线型,但对碰撞截面的峰值大小有一定的影响。结论与前人的理论预言相吻合,证明了数值计算的正确性。
激光技术 激光感生碰撞 能量转移 碰撞截面 速度分布 强场
