研究生楊詠琪在《New Journal of Physics》發表大氣湍流光場傳輸研究成果
近日，伟德国际1946官方网應用光學研究中心胡友友副教授團隊在激光技術及光場調控方面取得研究進展，在國際知名物理學期刊《New Journal of Physics》（中科院物理2區，影響因子：3.3）上發表研究論文《Propagation properties of partially coherent radially polarized rotationally-symmetric power-exponent-phase vortex beams in turbulent atmosphere》(DOI:10.1088/1367-2630/ad17db)，論文第一作者為2021級碩士研究生楊詠琪，通訊作者為胡友友副教授，伟德国际1946官方网為第一單位。
近年來，随着自由空間光通信、遙感等方面需求的不斷增加，結構光束在大氣湍流中的傳播特性引起了公衆的興趣。作為一種新型結構光束，旋轉對稱幂指數渦旋光束RSPEPVB因攜帶軌道角動量及就有獨特的扇葉狀的光強分布而在光通信、光鑷等領域具有潛在應用前景。然而，在大氣湍流傳輸的過程中，考慮到标量光束更易受到大氣湍流的幹擾導緻強度閃爍和光束展寬，部分相幹光束比之完全相幹光束可以有效地消除由湍流引起的光束散斑和強度分布不均勻。因此，同時具有部分相幹光束和矢量光束的特性的部分相幹RP-RSPEPVBs可能更适合應用于大氣湍流傳輸方面的研究。
圖1. 部分相幹徑向偏振RSPEPVBs在大氣湍流中傳輸的光強分布和旋轉狀态
該論文研究了部分相幹徑向偏振旋轉對稱幂指數相位渦旋光束(RP-RSPEPVBs)在湍流大氣中的傳播特性。通過數值模拟揭示了湍流大氣中強度分布、光譜相幹度和光譜極化度的演變過程。結果表明，部分相幹RP-RSPEPVBs雖然在傳播過程中發散但空間結構保持相似，通過調制拓撲荷數，幂指數,光束束腰，相幹寬度等光學參數可以明顯改變光強分布，其中幂指數可以顯著影響光斑的連續性和繞光軸的旋轉速度，調控相幹寬度也可以改善大氣湍流引起的退相幹和退偏振現象。部分相幹RP-RSPEPVBs在湍流大氣中表現出魯棒性，在光通信和激光雷達中具有潛在的應用前景。
相關工作受到國家自然科學基金，江蘇省重點研發計劃，溫州市重大科技創新攻關項目等項目資助。