Когерентность вихревых псевдобесселевых пучков в турбулентной атмосфере
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 6 т.43, 2019 года.
Бесплатный доступ
Проведено теоретическое исследование когерентных свойств вихревых конических волн, распространяющихся в турбулентной атмосфере. При анализе использовалось аналитическое решение уравнения для поперечной функции взаимной когерентности второго порядка поля оптического излучения. Рассматривались следующие характеристики когерентности вихревых конических волн: степень когерентности, радиус когерентности, среднеквадратичный и интегральный масштабы степени когерентности. Проанализирована зависимость этих характеристик от параметров оптического излучения и турбулентной атмосферы. Отмечается наличие высокой чувствительности среднеквадратичного и интегрального масштабов степени когерентности вихревых конических волн, в отличие от радиуса когерентности этих волн, к влиянию атмосферной турбулентности.
Похожие статьи в разделе Электротехника
Короткий адрес: https://sciup.org/140246540
IDS: 140246540 | DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-6-926-935
Coherence of vortex pseudo-Bessel beams in turbulent atmosphere
Theoreticai research of coherent properties of vortex conic waves propagating in a turbuient atmosphere was deveioped. The anaiysis was based on the anaiyticai soiution of the equation for the transverse second-order mutuai coherence function of a iight fieid. The foiiowing characteristics of coherence of vortex conic waves were considered: the coherence degree, the coherence radius, the root-mean-square and the integrai scaie of coherence degree. Dependence of these characteristics on the parameters of opticai radiation and turbuient atmosphere was anaiyzed. Uniike the coherence radius, the root-mean-square and integrai scaies of the coherence degree of vortex conic waves were found to be highiy sensitive to the influence of atmospheric turbuience.
Список литературы Когерентность вихревых псевдобесселевых пучков в турбулентной атмосфере
- McLeod, J.H. The axicon: A new type of opticai eiement / J.H. McLeod // Journai of the Opticai Society of America. -1954. - Voi. 44, Issue 8. - P. 592-597.
- Friberg, A.T. Stationary-phase anaiysis of generaiized ax-icons / A.T. Friberg // Journai of the Opticai Society of America A. - 1996. - Voi. 13, Issue 4. - P. 743-750.
- Popov, S.Yu. Design of diffractive axicons for partiaiiy coherent iight / S.Yu. Popov, A.T. Friberg // Optics Letters. -1998. - Voi. 23, Issue 21. - P. 1639-1641.
- Akturk, S. Intensity distribution around the focai regions of reai axicons / S. Akturk, B. Zhou, B. Pasquiou, M. Franco, A. Mysyrowicz // Optics Communications. - 2008. - Voi. 281, Issue 17. - P. 4240-4244. - DOI: 10.1016/j.optcom.2008.05.027
- Fedotowsky, A. Optimai fiiter design for annuiar imaging / A. Fedotowsky, K. Lehovec // Appiied Optics. - 1974. -Voi. 13, Issue 12. - P. 2919-2923.
- Khonina, S.N. Rotation of microparticies with Bessei beams generated by diffractive eiements / S.N. Khonina, V.V. Kotiyar, R.V. Skidanov, V.A. Soifer, K. Jefimovs, J. Simonen, J. Turunen // Journai of Modern Optics. - 2004. - Voi. 51, Issue 14. - P. 2167-2184. -
- DOI: 10.1080/09500340408232521
- Khonina, S.N. The phase rotor fiiter / S.N. Khonina, V.V. Kotiyar, M.V. Shinkaryev, V.A. Soifer, G.V. Uspieniev // Journai of Modern Optics. - 1992. - Voi. 39, Issue 5. -P. 1147-1154. -
- DOI: 10.1080/09500349214551151
- Degtyarev, S.A. Photonic nanoheiix generated by a binary spirai axicon / S.A. Degtyarev, A.P. Porfirev, S.N. Khonina // Appiied Optics. - 2016. - Voi. 55, Issue 12. - P. B44-B48. -
- DOI: 10.1364/AO.55.000B44
- Kotlyar, V.V. Diffraction of conic and Gaussian beams by a spirai phase piate / V.V. Kotiyar, A.A. Kovaiev, S.N. Khonina, R.V. Skidanov, V.A. Soifer, H. Eifstrom, N. Tossavainen, J. Turunen // Appiied Optics. - 2006. - Voi. 45, Issue 12. -P. 2656-2665. -
- DOI: 10.1364/AO.45.002656
- Birch, P. Long-distance Bessei beam propagation through Koimogorov turbuience / P. Birch, I. Ituen, R. Young, Ch. Chatwin // Journai of the Opticai Society of America A. - 2015. - Voi. 32, Issue 11. - P. 2066-2073. -
- DOI: 10.1364/JOSAA.32.002066
- Cheng, M. Propagation properties of an opticai vortex carried by a Bessei-Gaussian beam in anisotropic turbuience / M. Cheng, L. Guo, J. Li, Q. Huang // Journai of the Opticai Society of America A. - 2016. - Voi. 33, Issue 8. - P. 14421450. -
- DOI: 10.1364/JOSAA.33.001442
- Chen, Sh. Demonstration of 20-Gbit/s high-speed Bessei beam encoding/decoding iink with adaptive turbuience compensation / Sh. Chen, Sh. Li, Y. Zhao, J. Liu, L. Zhu, A. Wang, J. Du, L. Shen, J. Wang // Optics Letters. - 2016. - Voi. 41, Issue 20. - P. 4680-4683. -
- DOI: 10.1364/OL.41.004680
- Doster, T. Laguerre-Gauss and Bessei-Gauss beams propagation through turbuience: anaiysis of channei efficiency / T. Doster, A.T. Watnik // Appiied Optics. - 2016. - Voi. 55, Issue 36. - P. 10239-10246. -
- DOI: 10.1364/AO.55.010239
- Soifer, V.A. Vortex beams in turbuient media: review / V.A. Soifer, О. Korotkova, S.N. Khonina, Е.А. Shchepakina // Computer Optics. - 2016. - Voi. 40(5). - P. 605-624. -
- DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-5-605-624
- Gbur, G. Vortex beam propagation through atmospheric turbuience and topoiogicai charge conservation / G. Gbur, R.K. Tyson // Journai of the Opticai Society of America A. - 2008. - Voi. 25, Issue 1. - P. 225-230.
- Fu, Sh. Pre-correction of distorted Bessei-Gauss beams without wavefront detection / Sh. Fu, T. Wang, Zh. Zhang, Y. Zhai, Ch. Gao // Appiied Physics B. - 2017. - Voi. 123, Issue 12. - 275. -
- DOI: 10.1007/s00340-017-6853-1
- Porfirev, A.P. Study of propagation of vortex beams in aerosoi opticai medium / A.P. Porfirev, M.S. Kiriienko, S.N. Khonina, R.V. Skidanov, V.A. Soifer // Appiied Optics. - 2017. - Voi. 56, Issue 11. - P. E8-E15. -
- DOI: 10.1364/AO.56.0000E8
- Khonina, S.N. A technique for simuitaneous detection of individuai vortex states of Laguerre-Gaussian beams transmitted through an aqueous suspension of microparticies / S.N. Khonina, S.V. Karpeev, V.D. Paranin // Optics and Lasers in Engineering. - 2018. - Voi. 105. - P. 68-74. -
- DOI: 10.1016/j.optiaseng.2018.01.006
- Введение в статистическую радиофизику. Ч. 2. Случайные поля / С.М. Рытов, Ю.А. Кравцов, В.И. Татарский; под ред. С.М. Рытова. - Изд. 2-е, испр. - М.: Наука, 1978. - 464 с.
- Когерентность лазерного излучения в атмосфере / М.С. Беленький, В.П. Лукин, В. Л. Миронов, В.В. Покасов; под ред. В.Е. Зуева. - Новосибирск: Наука, 1985. - 176 с.
- Лукин, И.П. Когерентность бесселева пучка в турбулентной атмосфере / И.П. Лукин // Оптика атмосферы и океана. - 2012. - Т. 25, № 5. - С. 393-402.
- Lukin, I.P. Formation of a ring disiocation of a coherence of a vortex opticai beam in turbuient atmosphere / I.P. Lukin // Proceedings of SPIE. - 2013. - Voi. 9066. -90660Q. -
- DOI: 10.1117/12.2049508
- Mandel, L. Fiuctuations of photon beams: The distribution of the photo-eiectrons / L. Mandei // Proceedings of the Physicai Society. - 1959. - Voi. 74, Issue 3. - P. 233-243.
- Mandel, L. The measures of bandwidth and coherence time in optics / L. Mandei, E. Woif // Proceedings of the Physicai Society. - 1962. - Voi. 80, Issue 4. - P. 894-897.
- Татарский, В.И. Распространение волн в турбулентной атмосфере / В.И. Татарский. - М.: Наука, 1967. - 548 с.
- Федорюк, М.В. Метод перевала / М.В. Федорюк. - М: Наука, 1977. - 368 с.
