一、柯熙政教授及其团队在期刊OE上发表文章
期刊介绍:
OpticalEngineering是国际光学工程学会(SocietyofPhotonics-OpticalInstrumentationEngineers,SPIE)旗下期刊,主要发表有关光学科学和工程的研究以及光学科学、工程与先进技术的实际应用的文章,论文涵盖了广泛的主题,包括光学设计和制造的一般领域、激光、天文学、遥感、工业检测和处理、光学物理和化学,X射线光学、集成光电子学、显微光刻法、纤维光学、成像和图像处理、信号处理、高速摄影、医学光学和光电系统。
引用格式:
XizhengKe,MeiLi,"Laserbeamdistortedwavefrontcorrectionbasedondeformablemirroreigenmodes,"Opt.Eng.58(12),(),doi:10./1.OE.58.12..
研究背景:
无线激光通信拥有传输速率快、保密性好等优点,但由于大气湍流的存在使得激光波前发生畸变,严重影响通信质量。自年Babcock首次提出使用实时测量和实时补偿波前误差的方法来解决大气湍流等动态干扰的设想之后,自适应光学技术成为了解决大气湍流效应的主要手段。其中,无波前传感器自适应光学系统不需要波前传感器,在很大程度上简化系统复杂程度,特别是在某些难以获得合适信标光的场合得到了广泛应用。
无波前传感器自适应光学的控制算法主要分为两类:无模型优化算法和基于模型优化算法。无模型优化算法是目前研究较多的一种算法,主要有爬山法、遗传算法、随机并行梯度下降算法等。但无模型优化算法一般需要多次迭代,随着校正器促动器单元数的增多,其校正速率会明显下降,且收敛性不稳定,会陷入局部极值或迭代不收敛现象。而基于模型优化算法不需要多次迭代,收敛速度快,具有巨大的应用潜力。基于模型优化算法认为波前像差可以由某种特定模式线性展开,如Zernike模式、Lukosz模式,但由于变形镜在实际应用时拟合能力有限,无法准确产生Zernike模式和Lukosz模式,存在模式拟合误差,导致校正精度下降。而变形镜本征模式由变形镜影响函数直接推导而来,不存在拟合误差,因此采用变形镜本征模式可以有效解决此问题。
本文简介:
西安理工大学通信学科带头人柯熙政教授带领团队近年来专注于无波前传感器自适应光学领域的相关研究。该团队主要研究基于变形镜本征模式的无波前传感器自适应光学系统对自由空间光通信中由大气湍流引起的畸变波前的校正情况,根据测量69单元高速可变形镜的影响函数推导出一组变形镜本征模式(如图1所示)作为基底模式。
无波前传感器自适应光学系统位于自由空间光通信系统的接收端,信号光由发射天线发出后经过大气湍流传输,产生具有畸变波前的畸变信号光,畸变信号光由接收天线接收后进入无波前传感器自适应光学系统进行共轭相位补偿。
该团队以不同湍流强度下的畸变波前作为校正对象,通过仿真分析和实验研究相结合的方法研究该自适应光学系统对无线激光通信中畸变光斑的校正能力及系统收敛速度,并分析了不同模式系数偏置对校正效果的影响,为基于变形镜本征模式的无波前传感器自适应光学技术在无线激光通信中的应用提供了理论依据和实验经验。
仿真结果表明该系统可以有效校正不同强度大气湍流引起的波前畸变,系统斯特列尔比可由0.18、0.42、0.76分别提高到0.61、0.74、0.96;实验结果表明不同湍流强度下的畸变远场光斑经基于变形镜本征模式的自适应光学系统校正后,光斑更加汇聚,中心光强增强。该团队采用的基于变形镜本征模式优化算法的无波前传感器自适应光学系统结构简单、校正速率快,具有很大的应用潜力。
李梅,本科毕业于西安理工大学通信工程专业,目前为西安理工大学通信与信息系统专业在读研究生,主要进行无波前传感器自适应光学研究。
二、柯熙政教授团队在JournalofQuantitativeSpectroscopyRadiativeTransfer发表成果
期刊介绍:
JournalofQuantitativeSpectroscopyRadiativeTransfer是ELSEVIER旗下的期刊,其影响因子为2.。主要涵盖的主题包括:随机介质中的散射、吸收与传递等;电磁散射在粒子、生物和生物医学系统、超材料和材料加工以及遥感和天体物理学中的应用;光谱的模型和计算方法等等。
引用格式:
WangJiao,KeXizheng,WangMingjun.Detectingthetopologicalchargeofpartiallycoherentelectromagneticvortexbeamsthroughtheorientationangleofpolarization[J].JournalofQuantitativeSpectroscopyRadiativeTransfer,,:11-16.
研究背景:
涡旋光束作为光场的一种形式,不仅具有自旋角动量(SpinAngularMomentum,SAM),也具有因螺旋形相位exp(-ilq)而携带有l?的轨道角动量(OrbitalAngularMomentum,OAM),其中l为拓扑荷数,q为方位角,?为约化普朗克常量。除了应用于自由空间光通信(Free-SpaceOptical
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