为了最大限度地减少大范围无线光通信 (WOC) 应用中的发散并扩大潜在的链路范围,可以使用位于传输光纤端点焦距处的适当准直透镜对光束进行准直,以减少光束扩散的影响。使用靠近接收光纤端点的类似透镜将光束重新聚焦回光纤中。本报告深入探讨了与研究类似自由空间光通信系统相关的概念,并从理论上优化接收光束点尺寸以确保接收数据信号的最大效率。在研究真实系统时,考虑大气条件至关重要,因为它们具有重大影响。此外,本文还回顾并讨论了最近的进展和发展。
简介。- 一词“结构化光”是指具有非平凡且有趣的幅度,相位和/或极化分布的光场。大量工作已致力于生产结构化的光场,从而导致了新技术的发展和改进现有技术[1,2]。也许结构化光的最著名示例对应于携带轨道角动量的梁,广泛用于从量子光学到显微镜的应用中[3,4]。当前的工作着重于所谓的结构化高斯(SG)梁的结构梁的子类[5-8]。这些对近似波方程的解决方案具有自相似的特性,这意味着它们的强度曲线在传播到缩放因子时保持不变。sg梁包括众所周知的laguerre-gauss(lg)和雌雄同体 - 高斯(HG)梁[9],它们一直是广泛研究的主题,用于许多应用中的模态分解,例如模式分类和分量额定定位[10-13]。lg和Hg梁属于更广泛的SG梁,称为广义的Hermite-Laguerre-Gauss(HLG)模式[14,15],可以使用适当的圆柱形透镜(Attigmatic Translions)[16]来从HG或LG梁上获得。这些模式可以表示为模态Poincar´e球的表面上的点(MPS)[17-19],如图1。这种表示形式导致了这样的见解:这些梁可以在一系列散光转换上获得几何阶段[7,20 - 23]。HLG模式的MPS表示揭示了其固有的组结构和转换属性。这种结构的概括是将模态结构和极化混合[24]。但是,没有为无限的
多年来,大气湍流一直是物理学和工程学领域的研究热点。当激光束在大气中传播时,它会受到散射、吸收和湍流等不同光学现象的影响。大气湍流效应是由折射率的变化引起的。不同大小的涡流会影响光波在大气中的传播。折射率的这些变化会导致传播的激光束产生不同的变化,如光束漂移、光束扩散和图像抖动。所有这些影响都会严重降低光束质量 (M 平方) 并降低系统在某些应用中的性能效率,包括自由空间光通信、激光雷达-激光雷达应用和定向能武器系统 [1- 5]。传统上,湍流由 Kolmogorov 模型类型定义。Kolmogorov 谱的幂律值为 11/3,用于描述高斯分布 [6]。许多光谱具有特定的内尺度和外尺度,如 Tatarskii 光谱、von Karman 光谱、Kolmogorov 光谱和广义修正光谱 [7]。本研究采用广义修正大气光谱模型。我们通过数值和分析方法执行高斯激光光束在不同传播距离下的传播行为。此外,我们还研究了一些参数对光束传播的影响。讨论了所有模拟结果,并将其与文献中的结果进行了比较。
在实践中很难繁殖,因为它们需要以幅度和相项的调制,因此很难繁殖高斯光束。在此,计算了一种新的线性极化的Lorentz - 高斯光束,该束由螺旋隔离膜(LGB-HA)调制,并描述了该梁的两种各种实验生成方法,傅立叶变换方法(FTM)和复杂振幅调制(CAM)方法。与FTM相比,CAM方法只能通过一个反射型型相位液晶空间光调节器同时调节相位和幅度。这两种方法都与数值结果一致。CAM虽然更简单,更有效,并且通过数据比较具有更高程度的符合度。此外,考虑到具有异质分布的复杂Lorentz - 高斯光束中存在一些障碍,还实现了具有不同参数的梁的进化规律性(轴向参数,拓扑电荷和相位因子)。
5.0 简介 135 5.1 PDF 模型 136 5.1.1 对数正态 (LN) 模型 136 5.1.2 负指数 (NE) 模型 136 5.1.3 伽马-伽马 (GG) 模型 137 5.1.4 逆高斯伽马 (IGG) 模型 138 5.1.5 正态 (N) 模型 139 5.1.6 分数指数 (FE) 模型 139 5.1.7 指数威布尔 (EW) 模型 139 5.1.8 三参数威布尔 (W3) 模型 140 5.2 PDF 模型的数值比较:球面波 140 5.2.1 实验数据和计算机模拟数据 140 5.2.2 计算机模拟数据分析 146 5.2.3 大口径情况146 5.3 长距离传播的计算机模拟:高斯光束波 147 5.3.1 结果 148 5.3.2 总结 149 5.3.3 误码率数据分析 150 5.4 海洋环境中的实验数据:跟踪准直光束 150 5.4.1 结果 150 5.4.2 总结 151 5.5 PDF 模型的统计比较 152 5.5.1 统计测试 153 5.5.2 弱辐照度波动:质心跟踪实验数据 154 5.5.2.1 单像素孔径:D = 0.16 毫米 155 5.5.2.2 像素孔径:D = 4.57 毫米 156 5.5.2.3 像素孔径:D = 8.96 毫米 158 5.6 PDF 模型的数值比较:未跟踪的准直光束 159 5.6.1 PDF 模型对平均 BER 和衰落概率的影响 159 5.6.2 计算机模拟结果 160 5.7 准直高斯光束的室外测量 169
纳米技术目前被视为增长最快的技术之一。为学生提供对纳米技术关于物理思想的一些理解,可能会引发他们的兴趣并激发他们学习物理学。这项研究旨在使用高斯光束和跟踪器软件来测量CDOTS解决方案的折射率。本研究中使用的方法是定量描述性方法,其研究阶段包括设计,构造,开发和测试测量工具。这项研究的过程首先是从Cajuput Oil(CJO)蒸馏废物中制备CDOTS溶液。然后使用UV-Visible(UV-VIS),光致发光(PL),Time Resolved-PL(TRPL)和傅立叶变换红外(FTIR)光谱表征CDOT。然后将CDOTS溶液放入具有溶液高度变化的反应管中。紫罗兰色/紫外线指针从反应管的底部向上暴露于CDOTS溶液,该溶液在反应管内产生高斯束。然后拍摄高斯梁,然后将其转换为视频格式。使用跟踪器软件分析高斯光束的视频格式。CDOT的特征表明i)在波长为216.0 nm的波长下吸收峰,ii)在512.29 nm处的发射峰,指示氰的发光,iii)51.3 ns的电子寿命和O-H的IV)官能团; C = C;和C =O。此外,为CDOTS溶液的各种高度形成高斯梁,即:从5.364厘米到13.000厘米。29±0。使用跟踪器软件,CDOTS的折射索引的值为1。03,与水的折射指数相当。该测量工具有可能在高中物理课和/或一年级的大学物理课程中使用。
动态光学镜头镜片是透射自适应光学器件,旨在轻松整合到任何光学系统中以校正光学畸变。这些镜头的设计使用10、16或25mm透明的光圈,以覆盖常见的学生尺寸和M32 x 0.75安装线,可以通过使用线程适配器来适应常见的客观螺纹类型。它们可以使用波前传感器或自动软件校正系统进行封闭环控制,以进行像差校正。动态光学变形镜头也可以与低功率激光器一起用于梁的塑形,例如将高斯光束塑造为椭圆形或方形束轮廓或立方相。这些镜片是光学相干断层扫描(OCT),共聚焦显微镜,2光子显微镜和明亮场显微镜的畸变校正的理想选择,以提高图像质量。
动态光学镜头镜片是透射自适应光学器件,旨在轻松整合到任何光学系统中以校正光学畸变。这些镜头的设计使用10、16或25mm透明的光圈,以覆盖常见的学生尺寸和M32 x 0.75安装线,可以通过使用线程适配器来适应常见的客观螺纹类型。它们可以使用波前传感器或自动软件校正系统进行封闭环控制,以进行像差校正。动态光学变形镜头也可以与低功率激光器一起用于梁的塑形,例如将高斯光束塑造为椭圆形或方形束轮廓或立方相。这些镜片是光学相干断层扫描(OCT),共聚焦显微镜,2光子显微镜和明亮场显微镜的畸变校正的理想选择,以提高图像质量。
摘要:激光熔覆提供了先进的表面处理能力,可提高部件的性能。然而,其有效性经常受到熔覆过程中热裂纹形成的挑战。本研究重点研究了通过激光熔覆应用于 304LN 不锈钢的新型钴基合金 (K688) 涂层中热裂纹的形成机理和抑制方法。结果表明,热裂纹的形成受液膜稳定性、应力集中和沉淀相的影响。大多数热裂纹出现在 25 ◦ –45 ◦ 大角度晶界 (HAGB) 处,因为这些晶界具有高能量,可稳定液膜。与高斯光束相比,平顶光束可产生具有较低温度梯度和更缓和的流体流动的熔池,从而降低涂层内的热应力和裂纹敏感的大角度晶界 (S-HAGB) 的比例。最后,通过使用平顶激光束优化工艺参数,可显著抑制裂纹形成。这些发现为实现异种材料的高质量激光熔覆提供了技术基础,为优化工艺参数以防止热裂纹的形成提供了见解。
泵浦固态 (DPSS) 主振荡器放置在密封的单片块中,产生高重复率脉冲串 (90 MHz),单脉冲能量低至几 nJ。二极管泵浦放大器用于将脉冲放大至 30 mJ 或高达 40 mJ 的输出。高增益再生放大器的放大系数接近 10⁶。在再生放大器之后,脉冲被引导至多通功率放大器,该放大器经过优化,可从 Nd:YAG 棒中高效提取存储的能量,同时保持近高斯光束轮廓和低波前畸变。输出脉冲能量可以大约 1% 的步长进行调整,而脉冲间能量稳定性在 1064 nm 时保持在小于 0.5% rms。安装在恒温炉中的角度调谐 KD*P 和 KDP 晶体用于第二、第三和第四谐波的产生。谐波分离器保证引导至不同输出端口的每个谐波具有高频谱纯度。