大气湍流中部分相干光束角反射器的回波光强特性.PDF

第35卷 第10期 光 学 学 报 Vol.35,No. 10 2015年10月 ACTAOPTICASINICA October,2015 大气湍流中部分相干光束角反射器的回波光强特性 柯熙政 王 姣* 西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安 710048 摘要 根据广义的Huygens-Fresnel原理和修正VonKarmon谱模型，推导出了部分相干高斯-谢尔模型(GSM)光束上行 传输时的平均光强解析式；获得了GSM光束经角反射器回波后下行传输到接收端的平均光强表达式，并对其进行归 一化处理；分析了GSM光束在上行-下行传输过程中平均光强的变化，且发射端和接收端在同一高度。数值分析结果 表明：在大气湍流双程斜路径传输中，准直光束受湍流的影响比聚焦光束小；接收端在轴归一化光强随角反射器半径 的增大先增大，最终趋于定值；在轴归一化光强随湍流外尺度增大几乎无变化，随湍流内尺度的增大而减小。 关键词 光通信;大气湍流;斜程传输;平均光强;角反射器 中图分类号 TN929.12 文献标识码 A doi: 10.3788/AOS201535.1001001 IntensityofReflectedWavefromCornerReflectorIlluminatedby PartiallyCoherentBeamintheAtmosphericTurbulence KeXizheng WangJiao CollegeofAutomationandInformationEngineering,Xi′anUniversityofTechnology,Xi′an,Shaanxi 710048,China Abstract BasedonthegeneralizedHuygens-Fresnelprincipleandthe modifiedVonKarmonspectrummode, theanalyticexpressionofmeanintensityofpartiallycoherentGaussian-Schellmodel(GSM)beam,whichis propagatingintheatmosphericturbulencealonganuplinkpath,isderived.Theanalyticalformulaofmeanintensity ofGSMbeamwhichisechoedthroughcornerreflectorandpropagatedalongadownlinkpathtothereceiveris obtainedandnormalized.ThechangeofmeanintensityofGSMbeamwhenitispropagatingalonganuplinkand adownlinkpathisanalyzed,inthecasethatthetransmitterandthereceiverarelocatedonthesameheight.The resultsofnumericalanalysisshowthattheinfluenceofturbulencetocollimatedbeamissmallerthanitistofocused beam,whentheypropagatealongadoubleslantpathintheatmosphericturbulence.Onthereceiver,withthe increaseofcornerreflectorradius,theaxialnormalizedintensityfirstincreases,andeventually