圆形艾里导数光束在复杂介质中的传播

控制光通过复杂介质的传播在从天文观测到显微镜的广泛应用中扮演着重要角色。尽管基于自适应光学、光学相位共轭和波前整形已经取得了若干进展，但其中许多仍面临挑战。最近，通过简单地结构化光来控制光在复杂介质中的传播显示出有希望的能力。我们提出了圆形艾里导数光束在复杂介质中突然自聚焦的实验和数值研究。我们发现，在达到相对较高的湍流强度之前，CADB具有相当好的突然自聚焦能力，然而，效率和自聚焦位置随湍流强度而变化。此外，由湍流引起的CADB空间畸变通过重叠积分进行量化，这表明CADB对湍流具有相当好的鲁棒性。随着湍流强度从零增加到高，CADB的衍射效率变化约1.7倍，表明在自聚焦处强度具有良好的约束性。聚焦光束光斑尺寸随着湍流强度的增加而逐渐增大，具体而言，对于强湍流，其增大约2倍，表明具有相当好的聚焦能力。将CADB的结果与高斯光束进行了比较，发现CADB在湍流介质中具有优越的聚焦能力。我们基于Zernike多项式对这些观测结果进行了详细分析，揭示了湍流介质中存在的不同种类的像差导致了CADB空间结构及其他特性的畸变。我们的结果可用于各种应用，例如生物医学治疗、地震学、光镊和材料加工。