Published February 5, 2023
| Version v1
Publication
Open
Atmospheric turbulent effects on the propagation properties of a general model vortex higher-order Cosh-Gaussian beam
- 1. American University in Cairo
- 2. Taiz University
- 3. Chouaib Doukkali University
Description
The propagation properties for a General Model vortex Higher-order Cosh-Gaussian beam (GMvHchGB) propagating in a turbulent atmosphere are studied in detail. Based on the Huygens-Fresnel diffraction principle, the analytical formula of the intensity evolution for the considered beam traveling in turbulent atmosphere is derived at various propagation distances. The derived equation provides a general convenient procedure for describing the propagation properties of some particular beams in free space/atmospheric turbulence such as a fundamental Gaussian, Cosh-Gaussian, vortex Cosh-Gaussian and higher-order Cosh-Gaussian beams. The impact of the incident parameters as Gaussian waist, Cosh parameter, wavelength, hollowness and order of the beam are numerically verified. The results of our study proved that the beams maintain their intensity focused over long propagation distances. So, such of these beams will be useful in applications of the optical communication over free-space of the long-distance.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تتم دراسة خصائص الانتشار لحزمة كوش- غاوس (GMvHchGB) ذات الترتيب الأعلى للنموذج العام التي تنتشر في جو مضطرب بالتفصيل. بناءً على مبدأ حيود Huygens - Frnel، يتم اشتقاق الصيغة التحليلية لتطور الشدة للحزمة المعتبرة التي تسافر في الغلاف الجوي المضطرب على مسافات انتشار مختلفة. توفر المعادلة المشتقة إجراءً مناسبًا عامًا لوصف خصائص انتشار بعض الحزم المعينة في الفضاء الحر/الاضطراب الجوي مثل الحزم الغاوسية الأساسية، والغاوسية الكوشية، والدوامة الغاوسية الكوشية، والحزم الغاوسية الكوشية ذات الترتيب الأعلى. يتم التحقق عدديًا من تأثير معلمات الحادث مثل الخصر الغاوسي ومعامل كوش والطول الموجي وتجويف وترتيب العارضة. أثبتت نتائج دراستنا أن الحزم تحافظ على شدتها مركزة على مسافات انتشار طويلة. لذلك، ستكون هذه الحزم مفيدة في تطبيقات الاتصال البصري عبر الفضاء الحر للمسافات الطويلة.Translated Description (French)
Les propriétés de propagation d'un faisceau de Cosh-Gaussien d'ordre supérieur (GMvHchGB) du modèle général se propageant dans une atmosphère turbulente sont étudiées en détail. Sur la base du principe de diffraction de Huygens-Fresnel, la formule analytique de l'évolution de l'intensité pour le faisceau considéré voyageant dans une atmosphère turbulente est dérivée à diverses distances de propagation. L'équation dérivée fournit une procédure générale pratique pour décrire les propriétés de propagation de certains faisceaux particuliers dans l'espace libre/la turbulence atmosphérique tels que les faisceaux gaussiens fondamentaux, gaussiens de Cosh, gaussiens de Cosh à vortex et gaussiens de Cosh d'ordre supérieur. L'impact des paramètres incidents tels que la taille gaussienne, le paramètre Cosh, la longueur d'onde, la cavité et l'ordre du faisceau sont vérifiés numériquement. Les résultats de notre étude ont prouvé que les faisceaux maintiennent leur intensité focalisée sur de longues distances de propagation. Ainsi, de tels faisceaux seront utiles dans les applications de la communication optique sur l'espace libre de la longue distance.Translated Description (Spanish)
Se estudian en detalle las propiedades de propagación de un haz Cosh-Gaussiano de orden superior (GMvHchGB) de vórtice de modelo general que se propaga en una atmósfera turbulenta. Con base en el principio de difracción de Huygens-Fresnel, la fórmula analítica de la evolución de la intensidad para el haz considerado que viaja en atmósfera turbulenta se deriva a varias distancias de propagación. La ecuación derivada proporciona un procedimiento conveniente general para describir las propiedades de propagación de algunos haces particulares en el espacio libre/turbulencia atmosférica, como un gaussiano fundamental, un gaussiano de Cosh, un gaussiano de Cosh, un gaussiano de Cosh de vórtice y un gaussiano de Cosh de orden superior. Se verifica numéricamente el impacto de los parámetros incidentes como cintura gaussiana, parámetro Cosh, longitud de onda, hueco y orden del haz. Los resultados de nuestro estudio demostraron que los haces mantienen su intensidad enfocada en largas distancias de propagación. Por lo tanto, tales de estos haces serán útiles en aplicaciones de la comunicación óptica sobre el espacio libre de la larga distancia.Files
latest.pdf.pdf
Files
(922.3 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:8f66577c7eddcb6da05f204ae2fdff2d
|
922.3 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التأثيرات المضطربة في الغلاف الجوي على خصائص انتشار نموذج عام لدوامة شعاع كوش- غاوس العالي الترتيب
- Translated title (French)
- Effets turbulents atmosphériques sur les propriétés de propagation d'un faisceau de Cosh-Gaussien d'ordre supérieur de vortex de modèle général
- Translated title (Spanish)
- Efectos turbulentos atmosféricos sobre las propiedades de propagación de un haz Cosh-Gaussiano de orden superior de vórtice de modelo general
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4319242275
- DOI
- 10.1007/s11082-023-04576-4
References
- https://openalex.org/W1556909464
- https://openalex.org/W1965373786
- https://openalex.org/W1977274975
- https://openalex.org/W1979889489
- https://openalex.org/W2001174723
- https://openalex.org/W2007011826
- https://openalex.org/W2021673882
- https://openalex.org/W2023875658
- https://openalex.org/W2024519030
- https://openalex.org/W2037711901
- https://openalex.org/W2045769412
- https://openalex.org/W2064618321
- https://openalex.org/W2083078292
- https://openalex.org/W2087148557
- https://openalex.org/W2090050020
- https://openalex.org/W2095233287
- https://openalex.org/W2097581742
- https://openalex.org/W2118829512
- https://openalex.org/W2126161588
- https://openalex.org/W2152405193
- https://openalex.org/W2162464207
- https://openalex.org/W2338581576
- https://openalex.org/W2522126317
- https://openalex.org/W2523712624
- https://openalex.org/W2587438344
- https://openalex.org/W2801213956
- https://openalex.org/W2951575929
- https://openalex.org/W2990449097
- https://openalex.org/W2996307366
- https://openalex.org/W3013965046
- https://openalex.org/W3080625907
- https://openalex.org/W3094066629
- https://openalex.org/W3108828957
- https://openalex.org/W3178640803
- https://openalex.org/W3212322786
- https://openalex.org/W4225511814
- https://openalex.org/W4241214195
- https://openalex.org/W4295941729