Generalized modeling and turbulence resistance evaluation for higher-order Laguerre-Gaussian beam

光学 拉盖尔多项式 湍流 物理 梁(结构) 高斯光束 高斯分布 光束 大气湍流 折射率 统计物理学 气象学 量子力学
作者
Wenqi Ma,Xiuquan Li,Yi Qin,Cheri X. Deng,Guijun Hu
出处
期刊:Optics Express [Optica Publishing Group]
卷期号:33 (18): 38941-38941
标识
DOI:10.1364/oe.574261
摘要

In current free-space optical (FSO) communication systems, the fundamental Gaussian beam is typically used as the signal carrier. However, its simple spatial structure makes it highly susceptible to atmospheric turbulence, significantly degrading system performance. This study addresses the issue by employing higher-order Laguerre-Gaussian (LG) beams as signal carriers. A universal transmission model based on the modified von Kármán turbulence spectrum is developed using confluent hypergeometric functions. The model reproduces Huygens-Fresnel diffraction integration within 0.9% power error and accelerates computation by more than tenfold. Combined simulations and a 40 Gbps QPSK FSO experiment show that higher-order LG beams exhibit reduced beam spreading, lower power loss, and mitigated scintillation compared to the fundamental Gaussian mode. For a target BER of 1 × 10 −4 , the LG 01 mode beam reduces the transmitted power budget by 1–1.5 dB, while LG 10 and LG 02 beams reduce it by 2–4 dB compared to fundamental Gaussian beam. Incorporating the experimentally measured mixing efficiency penalty into the predictions leaves the mode ranking and performance trends unchanged, further validating the reliability and practical applicability of the proposed intensity model.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
清新的苑博完成签到,获得积分10
刚刚
wzt发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
GONTUYZ完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
lin完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
学术丁真发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
5秒前
heibaixiang发布了新的文献求助30
6秒前
sun完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
ding的应助被childe采纳,获得10
6秒前
PoorResearch完成签到,获得积分10
7秒前
小双完成签到 ,获得积分10
8秒前
菜菜完成签到,获得积分10
8秒前
现在发布了新的文献求助10
8秒前
mxs完成签到,获得积分10
9秒前
PoorResearch发布了新的文献求助10
9秒前
烟花的应助被小叶子采纳,获得10
10秒前
小巧亦竹发布了新的文献求助10
10秒前
Owen的应助被纵横无阙采纳,获得10
11秒前
面缺陷完成签到 ,获得积分10
11秒前
义气初露完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
sunsaint发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
李健的应助被zhezhe采纳,获得10
13秒前
柏誉发布了新的文献求助10
13秒前
清新完成签到,获得积分10
13秒前
科研通AI6.2的应助被Garwen采纳,获得10
15秒前
秦达西完成签到,获得积分10
16秒前
超级元以完成签到,获得积分10
16秒前
英姑的应助被foxp3采纳,获得10
16秒前
yy发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 900
Ecotourism 400
Analytical Separation Science 300
Civilization and War 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8068653
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9490071
关于积分的说明 21356710
捐赠科研通 7637111
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3398428
关于科研通互助平台的介绍 2528267
邀请新用户注册赠送积分活动 2436302