涡旋光束其光强度呈现环形分布

涡旋光束其光强度呈现环形分布，且涡旋光束具有和螺旋波前结构相关的轨道角动量。在涡旋光束中，决定涡旋光束特性的角量子数可以是任意一个自然数，其不同设置所产生的涡旋光束之间存在正交关系。涡旋光束有着极其广泛的应用前景，包括生物医学领域，原子物理学领域以及激光等多个领域。但是涡旋光束在大气中传输的时候，由于受到各种大气因素的干扰，从而导致涡旋光束在大气传播时出现光束扩展、光束抖动以及串扰等问题。针对这个问题，本文主要做了如下几个方面的研究：

第一、研究了高阶涡旋光束的产生与大气湍流的影响。高阶涡旋光束的产生，本文主要以涡旋光束有拉盖尔-高斯光束作为涡旋光束研究对象。然后介绍了大气湍流的基本原理，分析了大气湍流对涡旋光束影响，并给出了MATLAB仿真分析。

第二、介绍了自适应光学校正技术以及大气湍流的基本原理，研究高阶涡旋光束的自适应光学校正技术，利用随机介质中的波传播理论、自适应光学、统计光学以及信号处理等理论，探索高阶涡旋光束的产生、传输及大气湍流的影响机理。研究了高阶涡旋光束叠加态波前畸变的自适应光学校正，不同轨道角动量（OAM）态之间的串扰机制及抑制策略，并给出了MATLAB仿真分析。仿真结果表明，本文所研究的自适应光学校正技术具有较好的校正性能。

涡旋光束在大气湍流中传输时，光束将发生波前畸变，随后涡旋光束的光强度将呈现非均匀分布，明暗度不一，光斑的外形将发生严重扭曲并且目标的OAM能量占比将明显下降。因此需要对畸变的光束进行校正，使得光强分布变得均匀，光斑的外形将得到进一步规整，并且目标的OAM能量占比将得以提

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