1. 本选题研究的目的及意义
随着激光技术在通信、遥感、军事等领域的广泛应用，对激光在大气中的传输特性提出了更高的要求。
由于大气湍流的存在，激光束在大气中传输时会发生光强闪烁、光束漂移、相位畸变等现象，严重影响了激光通信系统的稳定性和可靠性。
为了克服大气湍流带来的不利影响，深入研究激光束在大气中的传输特性，特别是相位变化规律，具有重要的理论意义和实际应用价值。
2. 本选题国内外研究状况综述
激光大气传输的研究是一个经久不衰的课题，国内外学者对此进行了大量的研究。
早期研究主要集中在高斯光束的传输特性，并取得了丰硕的成果。
近年来，随着LG光束等特殊光束的出现，其在大气湍流中的传输特性逐渐成为研究热点。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题的主要研究内容如下：1.构建大气湍流模型：采用合适的湍流模型，例如Kolmogorov湍流模型或改进的VonKarman湍流模型，模拟大气湍流的随机特性，为后续研究提供基础。
2.推导LG光束在大气湍流中传输的理论模型：基于傍轴波动方程和大气湍流理论，推导出LG光束在大气湍流中传输的傍轴波动方程，并利用数值方法求解该方程，得到LG光束在不同湍流强度、拓扑荷数、光束尺寸等条件下的传输特性。
3.分析LG光束相位变化的统计特性：计算LG光束的相位结构函数、相位相干长度等统计量，分析湍流强度、拓扑荷数、传输距离等因素对LG光束相位变化的影响规律。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法，逐步深入地开展研究工作。
1.理论分析阶段：-深入研究大气湍流理论和光束传输理论，构建适用于本研究的大气湍流模型，并推导出LG光束在大气湍流中传输的傍轴波动方程。
-分析LG光束的相位结构特点，推导其相位结构函数、相位相干长度等统计量的表达式，为后续的数值模拟和实验研究提供理论依据。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于：
1.聚焦于LG光束在大气湍流中传输的相位变化研究:区别于传统研究主要关注光强变化，本研究将深入分析LG光束的相位变化规律，揭示其相位结构在湍流中的演化机制，为LG光束应用于抗干扰通信、相位编码等领域提供理论支撑。
2.结合理论分析、数值模拟和实验验证:采用多种研究手段，相互验证，以确保研究结果的准确性和可靠性，并力求构建更加完善的LG光束大气传输理论模型。
3.探索LG光束相位变化与光束质量之间的关系:分析相位变化对光束质量的影响机制，为通过相位调控技术提升LG光束在大气湍流中传输的稳定性提供新的思路。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 黄惠杰,伍云霞,张雨涵,等. 基于大气湍流强度空间变化特性修正的轨道角动量光束传输模型[J]. 光学学报,2022,42(05):19-26.
[2] 赵鑫,周俊,谢华,等. 基于分数阶阶跃指数湍流模型的部分相干LG光束传输特性[J]. 中国激光,2022,49(03):291-299.
[3] 陈斐,任宽芳,张博,等. 基于Zernike多项式的涡旋光束大气湍流传输仿真[J]. 激光与红外,2022,52(01):99-105.
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