各向异性海洋湍流下三种涡旋光束的信道容量 |
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引用本文: | 王明军,刘豪振,张佳琳,王姣.各向异性海洋湍流下三种涡旋光束的信道容量[J].光学学报,2023(24):47-55. |
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作者姓名: | 王明军 刘豪振 张佳琳 王姣 |
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作者单位: | 1. 西安理工大学自动化与信息工程学院;2. 西安市无线光通信与网络研究重点实验室;3. 陕西理工大学物理与电信工程学院;4. 陕西科技大学电子信息与人工智能学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金重大研究计划培育项目(92052106);;陕西省杰出青年科学基金(2020JC-42); |
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摘 要: | 海洋湍流和光源参数对涡旋光束的信道容量有十分重要的影响。本文根据Rytov近似理论,利用有限外尺度且不稳定分层的各向异性海洋湍流功率谱,并引入xy平面上的两个各向异性因子来研究完美涡旋(PV)光束、拉盖尔高斯(LG)光束和贝塞尔高斯(BG)光束在海洋湍流下的信道容量,数值模拟了束腰半径、接收孔径直径和海洋湍流参数等对三种光束信道容量的影响。数值结果表明:当传输距离在30~70 m时,较小束腰半径(小于4 mm)的PV或者LG光束可获得比BG光束更大的信道容量;但较大束腰半径(大于12 mm)的PV或者LG光束的信道容量却大于BG光束。此外,当束腰半径小于2 mm时,PV光束的信道容量要大于LG和BG光束,表明采用窄束腰半径(小于2 mm)的PV光束相比LG和BG光束可以增大光通信系统的信道容量。本文的研究结果对海洋环境中光通信光源参数的选择具有重要意义。
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关 键 词: | 海洋光学 信道容量 各向异性海洋湍流功率谱 涡旋光束 |
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