摘要：相干和相位是光波的基本特性,它们之间是相互影响的。本文首先基于部分相干光束的模式分解理论,严格证明了谢尔模高斯阵列关联结构可以携带扭曲相位,并提出了一种特殊关联阵列扭曲光束,且本文所用证明方法具有一定的普适性。随后,针对光束在大气湍流传输中引起的光强闪烁,采用张量方法推导了特殊关联阵列扭曲光束在大气湍流中的光强闪烁解析式,详细分析了光源各参数对光强闪烁指数的影响,研究表明增大光源的束腰宽度、增大扭曲因子、调控谢尔模高斯阵列关联结构可降低大气湍流引起的光强闪烁。本文得到了一种有效抑制大气湍流光强闪烁的严格物理数学光束模型,研究结论有助于优化部分相干光束在大气湍流传输的整体性能,在自由空间光通讯、激光雷达、遥感成像等领域具有潜在的应用价值。

摘要：设计了闪烁法测量大气折射率结构常数C_(n)^(2)的实验系统,基于晴、阴、雾霾3种不同天气条件,在西安地区搭建了通信距离为2.5 km的外场试验,分析了西安城区夜间湍流变化趋势,及光束的光强闪烁统计特性。实验结果表明:在晴天、雾霾天和阴天下,随着天气情况依次变化,实验测量得到的光强闪烁指数对应的大气折射率结构常数C_(n)^(2)数值不断降低,光强起伏程度也按顺序减弱,但其整体变化趋势都相同,在晚上7时开始快速变化,并在大约半小时后,达到夜间的极小值;受孔径平均效应的影响,指数威布尔分布更接近实验条件下的光强闪烁概率分布,并且拟合优度均大于0.96。文中对夜间湍流变化趋势的分析和光强闪烁概率分布的讨论对研究该地区无线光通信系统的信道具有一定的参考价值。

摘要：不同偏振特性光束受大气影响特性不尽相同,合理选取最优偏振态光束作为激光通信系统光源,可大大降低通信系统受大气湍流的影响。研究不同初始偏振态激光光束在大气中传输的光强闪烁效应,给出偏振态激光光束经大气传输后闪烁因子的表达式。设计并制作多参数高精度可控激光光源,并采用大气湍流模拟装置来模拟大气湍流,对不同初始偏振态激光光束在大气湍流中传输的光强闪烁效应进行实验研究。结果表明:当偏振角θ取值范围为45°≤θ<90°时,光束经过大气湍流传输后的闪烁因子随着θ的增大而减小;当0°<θ≤45°时,光束经过大气湍流传输后的闪烁因子随着θ的减小而减小;左旋圆偏振和右旋圆偏振激光光束的光强闪烁因子随湍流强度的变化趋势基本相同;与线偏振激光光束相比,左旋偏振光和右旋偏振光在相同的大气湍流强度下其光强闪烁因子均小于任何偏振角度的线偏振光;通过对激光通信系统的偏振态进行优化,可以有效抑制大气湍流对激光通信系统的影响,降低接收端光强起伏,降低激光通信系统误码率,有效提高激光通信系统性能。

摘要：大气湍流引起的光强闪烁效应会导致信噪比下降,严重影响自由空间光通信的正常工作。空间分集技术能够有效克服这种影响,为抑制12.7 km城市水平信道大气湍流光强闪烁,设计了空间分集接收发射系统,并对分集接收的最大比合并、等增益合并和选择合并方案的抑制效果进行了对比,结果表明等增益合并方案工程实现简单,抑制效果明显,相比于单路信号闪烁指数可降低至40.1%。最后,根据全天闪烁指数变化反演了大气折射率结构常数变化,与PAMELA模型的模拟结果对比,趋势相符。研究结果对提高自由空间光通信质量有着重要意义。

摘要：为了研究大气湍流对不同波长激光传输特性的影响,利用MATLAB对其进行了仿真,设计湍流模拟箱进行实验,将仿真和实验结果对比进行了理论分析和实验验证。对激光波前光强分布进行了观察与记录,并对不同波长激光束在相同大气条件下的光束漂移和光强起伏做了测量与分析;就大气湍流对线偏振光的偏振态影响进行了实验观测。结果表明,随着大气湍流的增强,激光波前光强分布容易受到明显的影响;激光束的光强起伏随着波长的增大而减小,其方差最高到达2.79×10^(-2),而光束漂移则与波长无关,方差最高到达9.11×10^(-12);线偏振光受到湍流效应的影响,其光强产生随机变化,且随着湍流强度的提高,变化程度更剧烈。实验测试数据结果与大气湍流理论相符合,这对激光大气传输的研究具有一定的参考价值。

摘要：车联网可见光通信不仅受大气湍流影响,同时受交通灯、路灯、汽车前后灯和高亮度广告牌等背景光干扰,传统的光强闪烁模型不能准确描述.文中针对车联网可见光通信系统信道特性进行了分析,提出了一种采用双高斯函数叠加表示的夜间车联网可见光通信系统的背景光噪声模型,通过不同地区和不同天气下的实测数据采用该模型进行数值拟合,以验证该模型的有效性.结果表明,雨天的概率密度分布与晴天的概率密度分布没有明显的区别,且路灯光强起伏要小于其他光源产生的光强起伏.该模型对于车联网可见光信道模型建立以及噪声去除具有一定的研究意义.