非勻幅、部分相干、部分偏振光束的散射特性研究

《非勻幅、部分相干、部分偏振光束的散射特性研究》是依託浙江大學，由趙道木擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：非勻幅、部分相干、部分偏振光束的散射特性研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：趙道木
• 項目類別：面上項目

項目摘要

光波散射特性及其逆問題的研究是一個備受國內外學者關注的基礎性學術課題，近幾年該研究的蓬勃發展和已取得的研究成果無疑會大大推動光通信、遙感、檢測、生物醫學等套用領域的發展。該項目擬通過理論分析和公式推導、數值模擬和部分關鍵性實驗，研究非勻幅光束（如：高階高斯光束、渦旋光束、帶像差的光束等）、部分相干光束、部分偏振光束等經過多種非均勻介質或粒子系統散射的物理變化規律，討論入射光源特性和散射介質特性對散射遠場光譜強度、光譜相干度、光譜偏振度等統計光學特性的影響，探討散射中出現的光譜移動和光譜開關的現象。同時，探討更加有效的重構散射介質信息及光源信息的測量方法。在深入研究光波散射特性的基礎上，進而實現光源及散射介質參數對光波散射的統計光學特性的有效調控。開展該項目的研究，有助於豐富和發展光波散射理論，在理論創新的基礎上解決若干實際套用問題，該工作具有重要科學意義和潛在套用價值。

結題摘要

光波散射特性及其逆問題的研究是一個備受國內外學者關注的基礎性學術課題。該項目主要研究內容包括：研究了隨機電磁光束經過色散介質散射的統計光學特性；研究了光波經確定性粒子和隨機粒子的混合系統散射後的遠場特徵；研究了光波經光學陣列的隨機散射介質散射的統計光學特性；研究了多色電磁波經介質散射後的強度漲落；研究了標量或矢量光波經半軟邊準均勻介質散射後的強度、相干度和偏振度特性；研究了多色平面電磁光波經各向異性半軟邊介質散射後的光譜變化和光譜開關現象；研究了隨機電磁高斯謝爾模光束經隨機介質散射的強度漲落關聯；研究了光波經粒子系統散射後的等價理論。同時，開展了一些新型光束的傳輸特性研究：引入並研究了一類能夠產生旋轉高斯陣列的新型扭曲部分相干光束的傳輸特性；實驗上研究了渦旋光束經海洋湍流或大氣湍流傳輸的譜密度變化；提出並實現了一種正弦角向相位分布的新型光束和一種冪指數相位渦旋光束；對電磁渦旋脈衝在色散介質中傳輸後的偏振度和交叉偏振度進行研究，提出了利用交叉偏振度對渦旋脈衝的軌道量子數的相應測量方法；研究了電磁環形光學框架光源經湍流大氣的傳輸特性；研究了多高斯謝爾模渦旋光束經隨機介質的傳輸特性。總體上，共發表有關SCI學術論文43篇，其中3篇《Optics Letters》、10篇《Optics Express》、1篇《Physical Review A》，所指導的本科生曾榮獲得全國大學生挑戰杯賽一等獎、二等獎各一項。所取得的研究成果，有助於加強對光波散射本質的認識，有助於加強對一些新型光束傳輸變換特性的認識，有助於豐富和發展統計光學理論，並可大大推動其在光通信、遙感、檢測、生物醫學等方面套用領域的發展。