研究生潘玉琪在《Optics & Laser Technology》發表海洋光學研究成果
近日，伟德国际1946官方网應用光學研究中心胡友友副教授在海洋湍流介質中光傳輸方面取得最新研究進展，在國際知名光學期刊《Optics and Laser Technology》（中科院物理大類2區，影響因子：4.939）上發表研究論文《Propagation properties of rotationally-symmetric power-exponent-phase vortex beam through oceanic turbulence》（do: 10.1016/j.optlastec.2022.109024），我院2021級碩士研究生潘玉琪為論文第一作者，胡友友副教授為該論文通訊作者，伟德国际1946官方网為第一單位。
近年來，随着水下光學通信和成像技術的興起和發展，激光束在海洋湍流中的傳播特性備受關注。作為一種重要的随機介質，海洋湍流與其他的随機介質如湍流大氣一樣，總是處于不規則和高度不可預測的運動狀态，這本質上是一個混亂的過程。并且海洋湍流會造成光束參數的變化，如光強、相位、偏振度和相幹度等。作為一種新型光束，旋轉對稱幂指數渦旋光束（RSPEPVBs）的強度瓣的數量與拓撲電荷l相同，并且光強呈扇葉形分布，這在多粒子捕獲和水下光學通信領域有廣泛的應用前景。因此，旋轉對稱幂指數渦旋光束（RSPEPVBs）在海洋湍流中的傳輸有着重要的研究意義。
圖1 RSPEPVBs在海洋湍流中傳輸的自制實驗裝置
如圖1所示，該論文設計了一套RSPEPVBs在海洋中傳輸的光學系統。實驗采用波長532nm的激光作為光源。因為，532nm處的海洋湍流吸收系數很小。半波片（HWP）和偏振分束器（PBS）用于調節光束強度和線性偏振方向。光束經過擴展準直系統之後，利用在空間光調制器（SLM）上加載不同拓撲荷數的相位圖從而相位調制生成RSEPVBs。在實驗中增加了水下湍流模拟裝置。模拟器的長度為1.2米。為了使結果逼真，添加了水泵以産生湍流。在模拟器兩側安裝了兩個光學窗口使光通過，這是為了減少模拟器對RSPEPVBs的影響。這會導緻光束的一小部分損失。在RSPEPVBs經過模拟器之後，利用凸透鏡會聚光束。然後，波束被光束質量分析儀（CBP）接收。在水中通過添加海鹽、控制水泵和加熱器來控制鹽度、湍流與溫度參數，并且利用反射鏡來改變光束傳播距離。該文分别研究了不同鹽度、溫度及距離下的光強變化。
近年來，在學校的支持下，依托物理學（0702）一級學科碩士點和光電信息工程（085408）專業碩士點，伟德国际1946官方网持續加大“海洋光學”研究方向的開拓和建設，2022年圍繞海底光傳輸技術、水下激光加工取得階段性成果，聯合獲批江蘇省重點研發計劃（産業前瞻與關鍵共性技術）、溫州市重大科技創新攻關等項目。
相關工作受到江蘇省重點研發計劃（産業前瞻與關鍵共性技術），溫州市重大科技創新攻關項目，江蘇省自然科學基金，伟德国际1946官方网新興科技團隊項目，伟德国际1946官方网青年科技項目等項目資助。
論文鍊接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399222011707