激光轨道角动量态的湍流倾斜、像散和慧差效应

张逸新; 徐建才; 司丛芳; 王建宇; 贾建军

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.008

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激光轨道角动量态的湍流倾斜、像散和慧差效应

张逸新 , 徐建才 , 司丛芳 , 王建宇 , 贾建军

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引用本文:

Citation:

激光轨道角动量态的湍流倾斜、像散和慧差效应

1.
江南大学, 理学院, 无锡, 214122;
2.
中国科学院, 上海技术物理研究所, 上海, 200083

作者简介: 张逸新(1956- ),男,教授,目前主要研究方向为大气量子光通信.E-mail:zyx@jiangnan.edu.cn.

基金项目:
上海市科学技术委员会科研计划资助项目(08dz1400700)
中图分类号: TN929.12;P427.1

Effect of turbulent tilt, coma and astigmatism on orbital angular momentum state of laser beam

1.
School of Science, Jiangnan University, Wuxi 214122, China;
2.
Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China
CLC number: TN929.12;P427.1

摘要: 为了分析斜程大气信道中湍流像差对激光束轨道角动量态的作用,数值研究了湍流z-倾斜像差、湍流像散和湍流慧差对激光束轨道角动量态测量概率的影响,得出了此3种湍流像差随折射率结构常数、传输距离和天顶角起伏影响光束轨道角动量态测量概率的规律。结果表明,随着地面湍流强度增强、信道长度增长和天顶角的增大,湍流z-倾斜像差使激光束原轨道角动量态的测得概率进一步降低,湍流慧差仅在天顶角增大时才出现激光束原轨道角动量态的测得概率进一步降低现象,湍流像散对激光束原轨道角动量态测得概率的影响随此3参量变化时基本不变。
- 大气与海洋光学 /
- 湍流像差 /
- 轨道角动量 /
- 大气传输 /
- 激光束
Abstract: In order to analyze influence of the turbulent aberrations on orbital angular momentum states of laser beam propagating in slant atmosphere-channel,effect of z-tilt aberration,astigmatism aberration and coma aberration on the detection probability of the orbital angular momentum states of laser beam was simulated and the impact regularity of the three aberrations as a function of index-of-refraction,propagation distance and zenith angle of communication channel on the detection probability of the orbital angular momentum states was obtained.The results show that with the increase of the zenith angle of communication channel,the atmospheric turbulence and the channel distance,the detection probability of the orbital angular momentum states of laser beams induced by z-tilt aberration decreases more.For turbulence coma aberration,only when the zenith angle of communication channel increases,the detection probability of the orbital angular momentum states of laser beams will decrease more.The effect of astigmatism aberration on the detection probability of the orbital angular momentum states of laser beam is independent of the change of these three factors and can be ignored.
- atmospheric and ocean optics /
- turbulent aberration /
- orbital angular momentum /
- atmospheric propagation /
- laser beam

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激光轨道角动量态的湍流倾斜、像散和慧差效应

作者简介: 张逸新(1956- ),男,教授,目前主要研究方向为大气量子光通信.E-mail:zyx@jiangnan.edu.cn

1. 江南大学, 理学院, 无锡, 214122;
2. 中国科学院, 上海技术物理研究所, 上海, 200083

收稿日期: 2010-01-25
录用日期: 2010-03-31
网络出版日期: 2010-11-25

基金项目: 上海市科学技术委员会科研计划资助项目(08dz1400700)

关键词:

摘要: 为了分析斜程大气信道中湍流像差对激光束轨道角动量态的作用,数值研究了湍流z-倾斜像差、湍流像散和湍流慧差对激光束轨道角动量态测量概率的影响,得出了此3种湍流像差随折射率结构常数、传输距离和天顶角起伏影响光束轨道角动量态测量概率的规律。结果表明,随着地面湍流强度增强、信道长度增长和天顶角的增大,湍流z-倾斜像差使激光束原轨道角动量态的测得概率进一步降低,湍流慧差仅在天顶角增大时才出现激光束原轨道角动量态的测得概率进一步降低现象,湍流像散对激光束原轨道角动量态测得概率的影响随此3参量变化时基本不变。