Том 25, номер 05, статья № 2

Лукин И. П. Когерентность бесселева пучка в турбулентной атмосфере. // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т. 25. № 05. С. 393-402.    PDF
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Исследуются характерные особенности формирования бесселева оптического пучка в турбулентной атмосфере. Анализ задачи основывается на решении уравнения для функции взаимной когерентности второго порядка поля бесселева пучка оптического излучения. Для средней интенсивности бесселева пучка получено условие, которое является количественным критерием возможности формирования данного пучка на протяженной трассе в турбулентной атмосфере. Изучено поведение степени когерентности бесселева оптического пучка в зависимости от параметров пучка и характеристик турбулентной атмосферы. Обнаружено, что при низких уровнях флуктуаций в турбулентной атмосфере степень когерентности бесселева пучка имеет характерный осциллирующий вид, где число максимумов и минимумов при одинаковом уровне атмосферной турбулентности однозначно зависит от параметра бесселева пучка (компоненты волнового вектора, ортогональной направлению распространения оптического излучения). При высоких уровнях флуктуаций в турбулентной атмосфере степень когерентности бесселева пучка описывается одномасштабной спадающей кривой, которая по мере возрастания уровня флуктуаций на трассе формирования лазерного пучка становится ближе к аналогичной характеристике сферической волны.

Ключевые слова:

бесселев пучок, оптическое излучение, атмосферная турбулентность, средняя интенсивность, когерентность

Список литературы:

1. Хонина С.Н. Простой способ эффективного формирования различных бездифракционных лазерных пучков // Компьютерная оптика. 2009. Т. 33, № 1. С. 70-78.
2. Абрамочкин Е.Г., Волостников В.Г. Спиральные пучки света // Успехи физ. наук. 2004. Т. 174, № 12. С. 1273-1300.
3. Seshadri S.R. Average characteristics of a partially coherent Bessel-Gauss optical beam // J. Opt. Soc. Amer. A. 1999. V. 16, N 12. P. 2917-2927.
4. Shchegrov A.V., Wolf E. Partially coherent conical beams // Opt. Lett. 2000. V. 25, N 3. P. 141-143.
5. Fischer P., Brown C.T.A., Morris J.E., Lopez-Maris-cal C., Wright E.M., Sibbett W., Dholakia K. White light propagation invariant beams // Opt. Express. 2005. V. 13, N 17. P. 6657-6666.
6. Lopez-Moriscal C., Bandres M.A., Gutierrez-Vega J.C. Observation of the experimental propagation properties of Helmholtz-Gauss beams // Opt. Eng. 2006. V. 45, N 6. P. 068001-1-068001-8.
7. Carbajal-Domingues A., Bernal J., Martin-Ruiz A., Niconoff G.M. Generation of J0 Bessel beams with controlled spatial coherence features // Opt. Express. 2010. V. 18, N 8. P. 8400-8405.
8. Маракасов Д.А., Рычков Д.С. Метод расчета моментов функции распределения Вигнера лазерных пучков в турбулентной атмосфере // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 11. С. 951-953.
9. Zhu K., Zhou G., Li X., Zheng X., Tang H. Propagation of Bessel-Gaussian beams with optical vortices in turbulent atmosphere // Opt. Express. 2008. V. 16, N 26. P. 21315-21320.
10. Киселев А.П. Локализованные световые волны: параксиальные и точные решения волнового уравнения (Обзор) // Оптика и спектроскопия. 2007. Т. 102, № 4. С. 661-681.
11. Andrews D.L. Structured light and its applications: An introduction to phase-structured beams and nanoscale optical forces. N.Y.: Academic press, 2008. 341 p.
12. Лукин И.П. Когерентные свойства бесселева пучка в случайно-неоднородной среде // Электронный журнал "Исследовано в России". 2009. Т. 12, № 063. С. 751-760. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2009/063.pdf
13. Лукин И.П. Флуктуации фазы бессель-гауссовых пучков в случайно-неоднородных средах // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 1. С. 66-70.
14. Лукин И.П. Флуктуации бесселева пучка в случайно-неоднородной среде // Изв. Том. политехн. ун-та. 2010. Т. 316, № 2. С. 63-67.
15. Рытов С.М., Кравцов Ю.А., Татарский В.И. Введение в статистическую радиофизику. Ч. 2. Случайные поля. М.: Наука, 1978. 464 с.
16. Беленький М.С., Лукин В.П., Миронов В.Л., Покасов В.В. Когерентность лазерного излучения в атмосфере. Новосибирск: Наука, 1985. 176 с.
17. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: Наука, 1971. 1108 с.
18. Федорюк М.В. Метод перевала. М.: Наука, 1977. 368 с.
19. Chen B., Chen Z., Pu J. Propagation of partially coherent Bessel-Gaussian beams in turbulent atmosphere // Opt. & Laser Technol. 2008. V. 40, N 6. P. 820-827.
20. Ахманов С.А., Дьяков Ю.Е., Чиркин А.С. Введение в статистическую радиофизику и оптику. М.: Наука, 1981. 640 с.