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本学位论文的工作集中在对部分相干光束调制与传输的研究,主要涉及光束的空间相干性。光束空间相干性是光束的重要性质之一,它对光束传输后的光强分布有极其重要的影响,因此是光束调控的常用手段;同时,部分相干光束在传输过程中受外界的扰动比相干光束小;部分相干会影响一些特殊光束的传输性质;空间相干性调制在一些需要消相干的场合是重要的调制手段。 基于光束相干性的重要性,本论文研究分为以下几个方面:新型空间相干模型的产生极其传输特性;宽频带部分相干径向偏振光束的产生极其传输;部分相干光束在大气湍流中的传输。主要研究方法和内容分为: 1.通过在相位型空间光调制器中加载波动的随机灰度图片的方法,产生非均匀部分相干矢量光束。与传统的部分相干模型不同,该模型的空间相干度分布并不是与两点的距离相关,而是与这两点在光斑的所处位置和偏振方向有密切关系。在光束偏振度的研究中,其偏振度分布会受空间相干度分布的影响,表现出不同于传统相干模型的分布。非均匀部分相干矢量光束在光束整形方面会有一些潜在的应用。 2.用数值模拟的方法详细研究非均匀部分相干标量光束在自由空间传输后其空间相干度的变化。研究结果表明经过传输后非均匀部分相干光束会发生不同于传统相干模型光束的显著变化。这种变化与光束传输距离、光源空间相干度分布,光源光强分布密切相关。经过传输后,源平面自相干附近点的空间相干度发生突变,在短距离传输过程中源平面高相干区域的空间相干度会降低,但随着传输距离增加,非均匀空间相干度会逐渐趋于均匀。 3.从理论和实验两方面研究宽频带径向偏振光束的产生及其传输特性。分析时间和空间相干度对径向偏振产生和传输特性的影响。数值模拟宽频带径向偏振光束的传播特性;实验上,通过径向偏振转换器,得到径向偏振光束。通过调整入射光束的传输距离来改变光束空间相干性,研究不同空间相干度下宽频带径向偏振的传输特性,同时还考察了光束偏振度的变化,给出了偏振度发生变化的条件。 4.实验测量不同空间相干度的部分相干光在大气湍流中传输的闪烁指数。 结果表明在大气湍流中传输时,随着入射光空间相干度的降低,闪烁指数随光束传输距离增加而增加的趋势变得缓慢,甚至出现减小的情况。此外,与完全相干光的闪烁指数随着径向距离的增加而增加不同,部分相干光的闪烁指数沿着光斑径向距离的增加不一定增加,而有可能出现降低。空间相干度越低,该效应越明显。