1 山东师范大学 物理与电子科学学院，山东 济南 250358；山东省光场调控工程技术中心 & 山东省光学与光子器件技术重点实验室，山东 济南 250358
2 安徽师范大学 物理与电子信息学院，安徽 芜湖 241000
3 苏州大学 物理科学与技术学院，江苏 苏州 215006
4 山东师范大学 物理与电子科学学院，山东 济南 250358；山东省光场调控工程技术中心 & 山东省光学与光子器件技术重点实验室，山东 济南 250358；苏州大学 物理科学与技术学院，江苏 苏州 215006
研究了非均匀关联光束经过大气湍流后的光纤耦合效率。研究结果表明，大气湍流中非均匀关联光束的光纤耦合效率优于传统高斯谢尔模光束；且调控光束相干长度可以提高光纤耦合效率；针对不同传输距离的情况，可以通过调控光束相干长度实现耦合效率的最优化。同时，文中还讨论了光源参数：束腰和波长；耦合透镜参数：接收孔径和焦距；湍流强度对光纤耦合效率的影响。该研究成果证明光场相干结构调控技术在提升光纤耦合效率中的应用，在自由空间激光通信研究领域存在重要价值。
大气湍流 相干结构 耦合效率 atmosphere turbulent correlation structure coupling efficiency 红外与激光工程
2020, 49(12): 20201049
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
研究一种具备校正活塞和倾斜像差能力的自适应锁相光纤激光阵列, 利用多相位屏法对其在不同强度湍流大气中的传输性能进行数值计算, 引入光束质量因子BPF对湍流大气的影响进行定量分析。当湍流强度较弱(折射率结构常数为C2n=1×10－15 m－2/3, 传输距离为10 km, 相干长度为4.3 cm)时, 湍流大气对激光阵列传输的影响较小, 光强分布与在真空中传输效果基本一致。当湍流强度较强(折射率结构常数分别为C2n=5×10－15 m－2/3和1×10－14 m－2/3, 相干长度分别为1.6 cm和1 cm)时, 自适应锁相光纤激光阵列的BPF分别为理想情形下的86%和70%; 对应的未校正活塞像差和倾斜像差的光纤激光阵列传输至远场处的BPF值分别为理想情形下的55%和38%。计算结果表明, 由于校正了活塞和倾斜像差, 在较强湍流大气中传输时, 自适应锁相光纤激光阵列能够显著提高远场光强的能量集中度。
大气光学 大气湍流 相干合成 光束传输 相位屏
