【摘 要】
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定量评估拉盖尔-高斯(LG,Laguerre-GAUSS)光束在大气湍流中传输的相位畸变,对补偿和提高轨道角动量(OAM,Orbital angular momentum)自由空间光通信的质量具有重要作用。提出
【机 构】
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中南民族大学电子信息工程学院智能无线通信湖北省重点实验室;
【基金项目】
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国家自然科学基金(61002013;11147014);湖北省自然科学基金(2014CFA051)资助项目
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定量评估拉盖尔-高斯(LG,Laguerre-GAUSS)光束在大气湍流中传输的相位畸变,对补偿和提高轨道角动量(OAM,Orbital angular momentum)自由空间光通信的质量具有重要作用。提出将Zernike多项式导出的LG光束波前畸变的均方根(RMS)作为光束传播的相位畸变评估指标,并在仿真实验中采用分谐波(SH)随机相位屏模拟大气湍流。通过Matlab仿真方法对携带不同拓扑荷值的LG光束在湍流中传输的波前畸变(WFD)的RMS进行分析和讨论。仿真结果表明,利用SH波法产生的随机相位屏比快速傅里叶变换(FFT)法更接近实际的大气湍流;受大气湍流影响,LG光束的相位受到破坏,且其损伤程度与光束传输距离﹑光束携带OAM数l有关;WFD的RMS计算结果与相位仿真结果一致,作为算例,OAM数分别为l=1、3和5的LG光束传输500m后的WFD的RMS值依次对应为0.0040、0.0049和0.0059,显示波前畸变愈加严重;对l为1的LG光束,随着传输距离从500m增大到4 500m,其WFD的RMS值由0.004 0增大到0.005 8,也表明WFD更加严重。因此,RMS定量评估方法可以较为准确和客观地反映LG光束WFD的规律。
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