随机电磁光束在大气湍流中偏振态的变化

摘要

基于广义惠更斯-菲涅耳原理,以随机电磁双曲正弦高斯(ShG)光束作为典型的随机电磁光束,推导出随机电磁ShG光束在大气湍流中交叉谱密度矩阵元的解析表达式,并用以研究了随机电磁ShG光束在大气湍流中轴上偏振度、方位角和椭圆率的变化。结果表明,随机电磁ShG光束在大气湍流中轴上偏振度、方位角、椭圆率的变化与结构常数、Sh部分参数、空间相关长度和传输距离有关。随着结构常数的减小,或Sh部分参数的增大,方位角θ发生跃变位置增大,偏振度P达到最小值和椭圆率ε达到最大值的传输距离增大。当传输距离较远时,Sh部分参数Ω0对偏振度P、方位角θ和椭圆率ε的影响可以忽略。该研究工作可为随机电磁光束在自由空间光通信中偏振态的分析提供理论基础和实验依据。