Эффект уменьшения когерентности вихревых бесселеподобных пучков в турбулентной атмосфере

Институт оптики атмосферы

Руководитель: д.ф.-м.н. И.П. Лукин.

В ИОА СО РАН впервые теоретически обнаружен эффект аномального уменьшения когерентности вихревых бесселеподобных пучков в турбулентной атмосфере. Установлено, что при одинаковых условиях распространения в турбулентной атмосфере когерентность вихревого бесселеподобного пучка ниже, чем у фундаментального бесселеподобного пучка. Показано, что радиус когерентности и интегральный масштаб степени когерентности вихревого бесселеподобного пучка существенно зависят от величины топологического заряда пучка. С увеличением топологического заряда радиус когерентности и интегральный масштаб степени когерентности уменьшаются; при этом по мере увеличения заряда дополнительные уменьшения величин радиуса когерентности и интегрального масштаба степени когерентности становятся меньше. Величина эффекта достигает максимального значения в области перехода от «слабых» флуктуаций интенсивности оптического излучения к «сильным». Полученные закономерности позволяют дать объяснение причин возрастания устойчивости формы вихревых бесселеподобных пучков при увеличении значения топологического заряда. Доказана связь наличия геликоидального волнового фронта пучка и низкого уровня его когерентности, обеспечивающего меньшее влияние среды распространения на характеристики пучка.

Степень когерентности m (x, r) бесселеподобных пучков с топологическим зарядом m = 0(а), 1(б), 2(в), 3(г) при (x/k)1/2b = 1;

x – длина трассы, r0 – радиус когерентности плоской волны, b – параметр бесселевого пучка, l – длина волны излучения в вакууме

Основные публикации

  1. Lukin I.P. Coherence of vortex Bessel-like beams in a turbulent atmosphere // Applied Optics. V.50. N.13. P.3833–3841. DOI: 10.1364/AO.387549.
  2. Lukin I.P. Propagation of conic waves in turbulent atmosphere // SPIE. 2020. V.11560. CID: 115600O. DOI: 10.1117/12.2572408.
  3. Lukin I.P. Coherence degree of a partially coherent Bessel beam in turbulent atmosphere // SPIE. 2020. V.11560. CID: 115600L. DOI: 10.1117/12.2571703.
  4. Lukin I.P. Coherence scales of a partially coherent Bessel beam propagating in turbulent atmosphere // SPIE. 2020. V.11560. CID: 115600N. DOI: 10.1117/12.2572292.
  5. Lukin I.P. Mean intensity of a partially coherent Bessel beam in turbulent atmosphere // SPIE. 2020. V.11560. CID: 115600M. DOI: 10.1117/12.2572288.
  6. Лукин И.П. Когерентность вихревых псевдобесселевых пучков в турбулентной атмосфере // Компьютерная оптика. Т.43. №6. С.926–935. DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-6-926-935.