隨機(jī)電磁光速的偏振特性研究.pdf

1、相干光學(xué)是一門(mén)古老的學(xué)問(wèn)。近幾年來(lái)部分相干從標(biāo)量理論發(fā)展到矢量理論,并與光場(chǎng)的偏振性緊密聯(lián)系起來(lái)。人們發(fā)展了各種新的物理概念和數(shù)學(xué)方法來(lái)描述矢量光場(chǎng)的相干性,而由于相干引起的光束偏振度的變化是當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本文重點(diǎn)研究了隨機(jī)電磁光束在湍流大氣以及各類(lèi)光學(xué)系統(tǒng)中傳輸時(shí)的偏振特性,推導(dǎo)了若干有意義的傳輸方程式。
　　 全文共分八章:
　　 第一章:簡(jiǎn)單介紹了相干與偏振的統(tǒng)一理論以及隨機(jī)電磁光束在湍流大氣中的研究進(jìn)展。<

2、br>　　 第二章:利用Collins公式,推導(dǎo)了廣義Stokes參量通過(guò)傍軸光學(xué)系統(tǒng)傳輸?shù)难苌浞e分式。利用Stokes參量研究了隨機(jī)電磁光束的偏振態(tài)變化問(wèn)題。詳細(xì)分析了隨機(jī)電磁高斯謝爾模型光束在梯度折射率介質(zhì)中的偏振特性。
　　 第三章:利用角譜分析的方法,推導(dǎo)了非傍軸條件下Stokes參量的表達(dá)式,并利用它研究了隨機(jī)電磁光束的偏振度變化問(wèn)題。
　　 第四章:利用張量方法推導(dǎo)了隨機(jī)電磁光束通過(guò)大氣中光學(xué)系統(tǒng)的傳輸衍射

3、方程。利用數(shù)值計(jì)算研究了隨機(jī)電磁高斯謝爾模型光束通過(guò)大氣中的雙透鏡系統(tǒng)的傳輸特性。對(duì)比直接傳輸,光學(xué)系統(tǒng)可以讓接收面上具有更高的軸上點(diǎn)光強(qiáng)和更小的強(qiáng)度半徑。同樣可以發(fā)現(xiàn),源的尺寸對(duì)接收面上的平均光強(qiáng)有顯著影響。而源的偏振特性、相干特性也影響遠(yuǎn)場(chǎng)光束的偏振特性變化。
　　 第五章:研究了由二維隨機(jī)電磁高斯謝爾模型光束組成的矩形陣列光束在湍流大氣中的傳輸特性。主要考慮兩種疊加方式:相干疊加和非相干疊加。利用矢量積分,我們獲得了陣列光

4、束傳輸?shù)慕馕鲅苌浞e分公式,同時(shí)詳細(xì)分析了光譜密度和光譜偏振度隨傳輸?shù)淖兓瘑?wèn)題。
　　 第六章:推導(dǎo)了隨機(jī)電磁光束交叉譜密度矩陣通過(guò)大氣中的失調(diào)光學(xué)系統(tǒng)的傳輸衍射積分方程。利用數(shù)值計(jì)算我們研究了隨機(jī)電磁高斯謝爾模型光束通過(guò)大氣中失調(diào)透鏡后的偏振態(tài)變化特性。從中發(fā)現(xiàn)失調(diào)量對(duì)光強(qiáng)分布和偏振態(tài)的變化具有顯著影響,而當(dāng)湍流變強(qiáng)時(shí),影響變小。同時(shí)分析了各向同性和各向異性的光源的不同偏振傳輸特性。
　　 第七章:利用張量方法及傅里葉和