环形Pearcey涡旋光束在大气湍流中的传输动态

携带轨道角动量的光束用于自由空间光通信的研究领域在过去二十年中吸引了大量研究关注。理解和建模并通过湍流大气使用OAM光束执行通信链路已变得尤为重要。在这方面，人们提出并研究了不同类型可保持形状的、能承受不同强度湍流的光束。在本文中，我们对环形Pearcey涡旋光束（ring PVB）在湍流大气中的传输特性进行了数值研究。该研究详述了中等及强大气湍流两种情况。我们依靠修正的von Karman模型来建模随机相位屏。在中等湍流中，环形PVB保持其奇点。在强湍流中，环形PVB在短传输距离下保持其奇点，但在较长传输距离下失去奇点。我们发现，随着拓扑荷值的增大，孔径平均闪烁指数增大。我们计算了不同截断因子下的孔径平均SI，并注意到截断因子为0.1的环形PVB在较强湍流中表现更好。在中等湍流中，孔径平均SI在较短传输距离和相对较大的截断因子下表现更好。此外，我们计算了空间啁啾环形PVB的孔径平均SI，发现负啁啾环形PVB的孔径平均SI大幅改善。进而，在比较环形PVB与环形Airy涡旋光束的孔径平均SI时，注意到在强湍流中环形PVB表现出更好的孔径平均SI。另外，我们计算了环形PVB和环形AVB的光束漂移，发现环形PVB表现出更好的光束漂移。