研究生潘玉琪在《Optics & Laser Technology》发表海洋光学研究成果

近日，bwin必赢体育官网应用光学研究中心胡友友副教授在海洋湍流介质中光传输方面取得最新研究进展，在国际知名光学期刊《Optics and Laser Technology》（中科院物理大类2区，影响因子：4.939）上发表研究论文《Propagation properties of rotationally-symmetric power-exponent-phase vortex beam through oceanic turbulence》（do: 10.1016/j.optlastec.2022.109024），我院2021级硕士研究生潘玉琪为论文第一作者，胡友友副教授为该论文通讯作者，江苏科技大学为第一单位。

近年来，随着水下光学通信和成像技术的兴起和发展，激光束在海洋湍流中的传播特性备受关注。作为一种重要的随机介质，海洋湍流与其他的随机介质如湍流大气一样，总是处于不规则和高度不可预测的运动状态，这本质上是一个混乱的过程。并且海洋湍流会造成光束参数的变化，如光强、相位、偏振度和相干度等。作为一种新型光束，旋转对称幂指数涡旋光束（RSPEPVBs）的强度瓣的数量与拓扑电荷l相同，并且光强呈扇叶形分布，这在多粒子捕获和水下光学通信领域有广泛的应用前景。因此，旋转对称幂指数涡旋光束（RSPEPVBs）在海洋湍流中的传输有着重要的研究意义。

图1 RSPEPVBs在海洋湍流中传输的自制实验装置

如图1所示，该论文设计了一套RSPEPVBs在海洋中传输的光学系统。实验采用波长532nm的激光作为光源。因为，532nm处的海洋湍流吸收系数很小。半波片（HWP）和偏振分束器（PBS）用于调节光束强度和线性偏振方向。光束经过扩展准直系统之后，利用在空间光调制器（SLM）上加载不同拓扑荷数的相位图从而相位调制生成RSEPVBs。在实验中增加了水下湍流模拟装置。模拟器的长度为1.2米。为了使结果逼真，添加了水泵以产生湍流。在模拟器两侧安装了两个光学窗口使光通过，这是为了减少模拟器对RSPEPVBs的影响。这会导致光束的一小部分损失。在RSPEPVBs经过模拟器之后，利用凸透镜会聚光束。然后，波束被光束质量分析仪（CBP）接收。在水中通过添加海盐、控制水泵和加热器来控制盐度、湍流与温度参数，并且利用反射镜来改变光束传播距离。该文分别研究了不同盐度、温度及距离下的光强变化。

近年来，在学校的支持下，依托物理学（0702）一级学科硕士点和光电信息工程（085408）专业硕士点，bwin必赢体育持续加大“海洋光学”研究方向的开拓和建设，2022年围绕海底光传输技术、水下激光加工取得阶段性成果，联合获批江苏省重点研发计划（产业前瞻与关键共性技术）、温州市重大科技创新攻关等项目。

相关工作受到江苏省重点研发计划（产业前瞻与关键共性技术），温州市重大科技创新攻关项目，江苏省自然科学基金，江苏科技大学新兴科技团队项目，江苏科技大学青年科技项目等项目资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399222011707