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携带轨道角动量的激光束在近?；肪持械纳了赶窒?

DOI：10.1016/j.optcom.2019.124836 期刊：Optics Communications 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 在美国海军学院跨越塞文河的890米近?；肪持?，研究人员沿该链路传播了携带轨道角动量（OAM）的激光束。这些OAM光束采用绿光（λ=532纳米）配合刻有不同拓扑荷数的螺旋相位板生成。实验测量了高斯光束与拓扑荷数为1、6、8的OAM光束的光强波动，并对各光束的闪烁指数进行了对比。同时，沿890米传播路径使用共线闪烁仪测量了大气湍流。测试期间出现多种大气条件，折射率结构常数测量值范围为5×10?1?至5×10?1?米?2/3。通过对海上传输链路径向光强电压及计算闪烁指数的测量发现：随着拓扑荷数增加，高斯光束与OAM光束的闪烁指数呈现微弱降低趋势。为降低测量不确定度并提升研究结论的统计显著性，需开展更多测试。
作者： Joe Wiedemann，Charles Nelson，Svetlana Avramov-Zamurovic
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

理解和减轻激光与随机介质（如大气湍流）之间的相互作用，是光通信领域的一个基本挑战。本研究重点探究近海大气中携带轨道角动量（OAM）的光束与高斯光束在传播时径向强度波动（即闪烁）的差异。

研究成果

研究发现，在近?；肪持?，与高斯光束相比，携带轨道角动量的激光束随着拓扑荷数的增加，闪烁指数仅有微弱降低。但由于大气条件的变化性，这一趋势的统计显著性尚不明确。未来研究应开展更广泛的测试以验证这些发现，并探索更高拓扑荷数的情况。

研究不足

由于测试期间大气湍流的变化，该研究面临挑战，这使得分析更加复杂。闪烁指数测量的标准差限制了研究结果的统计显著性。需要进一步测试以确认高拓扑荷数下闪烁指数减弱这一观察到的微弱趋势。

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