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Integral momenta of vortex Bessel-Gaussian beams in turbulent atmosphere

机译：湍流中涡旋贝塞尔-高斯光束的积分动量

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摘要

The orbital angular momentum of vortex Bessel-Gaussian beams propagating in turbulent atmosphere is studied theoretically. The field of an optical beam is determined through the solution of the paraxial wave equation for a randomly inhomogeneous medium with fluctuations of the refraction index of the turbulent atmosphere. Peculiarities in the behavior of the total power of the vortex Bessel-Gaussian beam at the receiver (or transmitter) are examined. The dependence of the total power of the vortex Bessel-Gaussian beam on optical beam parameters, namely, the transverse wave number of optical radiation, amplitude factor radius, and, especially, topological charge of the optical beam, is analyzed in detail. It turns out that the mean value of the orbital angular momentum of the vortex Bessel-Gaussian beam remains constant during propagation in the turbulent atmosphere. It is shown that the variance of fluctuations of the orbital angular momentum of the vortex Bessel-Gaussian beam propagating in turbulent atmosphere calculated with the "mean-intensity" approximation is equal to zero identically. Thus, it is possible to declare confidently that the variance of fluctuations of the orbital angular momentum of the vortex Bessel-Gaussian beam in turbulent atmosphere is not very large. (C) 2016 Optical Society of America
机译：理论研究了涡旋贝塞尔-高斯光束在湍流中传播的轨道角动量。光束的场强是通过旁轴波方程的解来确定的，其中随机的非均匀介质的湍流大气的折射率会发生波动。检查了接收器（或发送器）处涡旋贝塞尔-高斯光束总功率特性的特殊性。详细分析了涡旋贝塞尔-高斯光束的总功率对光束参数的依赖性，即光束的横波数，振幅因子半径，尤其是光束的拓扑电荷。事实证明，涡旋贝塞尔-高斯光束的轨道角动量的平均值在湍流大气中传播期间保持恒定。结果表明，以“平均强度”近似计算得到的涡旋贝塞尔-高斯光束在湍流中传播时，轨道角动量的波动方差等于零。因此，可以确信地声明在湍流环境中涡旋贝塞尔-高斯光束的轨道角动量的波动的变化不是很大。 （C）2016美国眼镜学会

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  • 来源
    《Applied optics》 |2016年第12期|共6页
  • 作者

    Lukin Igor P.;

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  • 正文语种 eng
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