涡旋光束在水下湍流中传输的闪烁因子的实验研究

摘要

为了研究涡旋光束和高斯光束在水下湍流中的闪烁特性,搭建了一套含有水下湍流的实验系统,利用循环泵控制水槽内湍流的强弱,使用闪烁仪测量光束的闪烁因子.利用这套实验系统,详细研究了涡旋光束和高斯光束在水下传输时的闪烁因子.研究结果表明,涡旋光束和高斯光束的闪烁因子随着传输距离的增大而增大,并且随着水下湍流强度增大,涡旋光束和高斯光束对应的闪烁因子也越大.在12.6 m的传播距离内,拓扑电荷m=2的涡旋光束的闪烁因子远大于高斯光束的闪烁因子.另外,在不同强度的水下湍流中,拓扑荷数m=6的涡旋光束传播到5.4 m时,其径向闪烁因子都先减小然后再增大.此外,拓扑荷数m=6的涡旋光束经过一定距离的传播后,其闪烁因子低于拓扑荷数m=4的涡旋光束的闪烁因子.本文研究结果对探索涡旋光束在海洋湍流中的应用具有重要价值.