Power scintillation for super lorentz gaussian beam evaluation using the random phase screen method

Abstract

Bu tezde, Süper Lorentz Gauss (SLG) ışık hüzmelerinin belirli bir alıcı açıklık yarıçapı için ortalama optik güç pırıldama indeksi incelenmiştir. Orta dereceli türbülanslı ve zayıf dereceli türbülanslı atmosferde SLG ışık hüzmesinin davranışı rastgele fazlı pencere yöntemi kullanılarak nümerik olarak analiz edilmiştir. Ortalama güç pırıldama indeksi için kaynak boyutu ve dalga boyu değişimi gözlemlenmiştir. Buna ilaveten alıcı düzleminin merkez noktasında pırıldama indeksi ile güç pırıldama indeksi dalga boyu değişimlerine göre karşılaştırılmıştır. Nokta-pırıldama indeksi, daha küçük dalga boyu değerleri ile azalmasına rağmen, güç pırıldama indeksi farklı dalga boylarında hemen hemen aynıdır. Sayısal sonuçlara göre, güç pırıldama indeksinin de nokta-pırıldama indeksi gibi, artan kaynak boyutları ile azaldığı gözlemlenmiştir. Tüm yayılma parametrelerine bağlı olarak alınan sonuçlara göre, SLG ışık hüzmesinin güç pırıldama indeksi, SLG ışık hüzmesinin nokta-pırıldama indeksinden daha küçüktür. Ayrıca, alıcı düzleminde ortalama ışık şiddeti yoğunluğu profilleri, farklı yayılım mesafesi için çizdirilmiştir. Alınan sonuçlara göre artan mesafelerde ışık şiddetinin azaldığı ve genişlediği gözlemlenmiştir. Alıcı düzleminde, SLG ışık hüzmesinin ortalama ışık şiddetinin iki ve üç boyutlu profilleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Alıcıdaki ışık şiddeti, farklı kaynak boyutlarında ve dalga boylarında incelenmiştir ve alıcıdaki ışık şiddetinin artan yayılma mesafesinde azaltıldığı gözlemlenmiştir. Bu çalışmada, alıcıdaki pırıldama indeksi ve ışık şiddetinin hesaplanması için MATLAB kodları kullanılmıştır. Ayrıca, farklı türbülans değerlerinde, SLG ışık hüzmesi derecesi değiştirilerek, Gauss ışık hüzmesi için pırıldama indeksi değerleri elde edilerek, alınan sonuçların doğruluğu, Gauss ışık hüzmesi için literatürde daha önce alınan sonuçlar ile karşılaştırılarak test edilmiştir.

In this thesis, the power scintillation of Super Lorentz Gaussian (SLG) beams is investigated. The behavior of the SLG beam in moderately turbulent and weakly turbulent atmospheres is analyzed numerically using the random phase screen method. The source size and wavelength variation for the power averaged scintillation index is observed followed by comparing wavelength variations for the point-like scintillation index and power scintillation index. From the numerical outputs, we observed that although the point-like scintillation index decreases with a smaller wavelength value, the power scintillation index is nearly the same for different wavelengths. Numerical results show that the power scintillation index decreases with an increasing source size, such as the point-like scintillation index. Depending on all propagation parameters, the power scintillation index of the SLG beam is smaller than the point-like scintillation index of the SLG beam. Additionally, from the average receiver intensity with different beam order, we noticed the shape of the beam intensity expands with larger propagation distance. The amplitude of SLG beam intensity decreases with larger propagation distance. In the receiver plane, the average intensity profile of the Super Lorentz Gaussian beam is described in two and three dimensions. Several different source sizes and wavelengths of the receiver intensity are studied and we are computed that the average receiver intensity decreases at larger propagation distances. In this work, MATLAB codes are used to calculate the scintillation index and average intensity. Furthermore, to check the outputs, the scintillation index of the lowest order of the SLG beam (Gaussian beam) and the Gaussian beam of scintillation index in literature are compared under different parameters of turbulence.