一种新空心光束的理论及实验研究

提出了一种用来描述空心光束的新理论模型——空心高斯光束模型，通过控制光束参数可以方便地调制空心光束黑斑的大小.导出了空心高斯光束经傍轴光学系统的解析传输变换公式.利用导出的公式计算分析了空心高斯光束在自由空间的传输特性.在实验上利用矩阵本征值方法设计了能输出空心高斯光束的光学谐振腔，对实验上得到的空心高斯光束进行了传输特性的研究.结果表明，理论和实验相吻合.该空心高斯光束产生的光势阱为控制冷原子提供了一条新途径. 关键词： 空心高斯光束 光学谐振腔 传输特性     

扩束准直光学系统中光学元件失调对高斯光束传输变换的影响分析

基于广义惠更斯-菲涅尔衍射积分公式, 以高斯光束为激光束模型,推导了激光光束通过失调扩束准直光学系统的传输公式,分析了光学元件失调对扩束准直光学系统输出光束传输特性的影响,并在此基础上进行了仿真。实验结果表明,高斯光束通过失调扩束准直光学系统时,出射光束变为偏心高斯光束,光学元件失调程度越大,输出光束越偏离光轴,光束质量越差。在同样的失调下,长焦距光学元件对输出光束影响更大,因此在激光扩束准直光学系统中,调整长焦距光学元件更为重要。     

光束变换光学的进展 第二部分：矩阵光学方法与李代数理论

在本文的这部分中,将矩阵光学方法和李代数理论用于分析非轴对称光学系统和光学列阵等对光束的变换,以及色散高斯脉冲的传输等问题。引入了一些新方法和有用的工具,如广义ABCD定律、李方法等,并举典型例说明其应用。     

光学系统的等效变换

本文在普遍情况下使用矩阵方法详细讨论了光学系统的等效变换,证明光线变换矩阵为的光学系统当C≠0时可等效为一个薄透镜,当C=0时等效为一个薄透镜组。文中所得结果能用于分析光线或光束通过复杂光学系统的变换和多元件光腔的问题。     

高斯光束经复合光学系统的聚焦特性

 讨论了高斯光束经由凹透镜，子系统和凸透镜构成的复合光学系统的聚焦特性，利用矩阵光学方法，推导出了高斯光束经复合光学系统聚焦后束腰宽度和像距的计算公式。计算例表明，选择适当参数的复合光学系统，既可以获得较小的束腰宽度，又可以获得较长的像距。     

非线性锥形梯度折射率棒透镜的成像特性

根据变分法和ABCD定律,导出了非线性锥形梯度折射率棒透镜中高斯光束的成像公式.结果表明,这种透镜的成像特性与光线轨迹依赖于光功率.当n_2=0(n_2:非线性系数)以及几何光学近似下,成像公式就简化为已知的结果.     

部分偏振高斯－谢尔模光束在准直和失调光学系统中的传输

利用张量方法导出了部分偏振高斯－谢尔模光束在准直和失调光学系统中的相干－偏振矩阵的传输公式，并以经过失调薄透镜为例，详细讨论了部分偏振GSM光束的传输特性。导出的公式提供了一个研究部分偏振GSM光束在准直和失调光学系统中传输的简便方法。     

内腔拉曼频移激光器输出光束参量计算

从理论上讨论了内腔拉曼频移激光器输出光束的腰斑大小和位置。首先从矩阵光学出发求出拉曼介质中抽运基频场的光束参量；然后根据Ibison的匹配模理论求出拉曼介质中的斯托克斯参量；最后通过出射光学系统传递矩阵的变换，求出出射拉曼频移光束的参量。为拉曼频移激光器的设计提供了依据。     

激光、激光技术 激光物理

TN241 2006031944复宗量双曲正弦高斯光束的传输特性=Propagation prop-erties of elegant sinh-Gaussian beams[刊,中]/王莉(西南交通大学应用物理系.四川,成都(610031)) ,孔瑞霞…∥光电工程.—2006 ,33(2) .—45-49对复宗量双曲正弦高斯(EshG)光束的一些基本特性进行了研究。由Collins公式出发推导出了光束通过近轴ABCD光学系统传输的场分布函数,根据二阶矩的定义和光束在近轴ABCD光学系统中的传输公式推导出了光束通过近轴ABCD光学系统光斑尺寸的解析表达式。得到了复宗量双曲正弦高斯光束在自由空间传输时束腰宽度和位置的解析…     

相位翻转厄米-高斯光束的传输特性

将相位翻转高斯光束的概念推广到相位翻转高阶模光束.以相位翻转厄米-高斯光束为例,推导出相位翻转高斯光束通过近轴理想(无光阑)ABCD光学系统,以及带刀口和光阑的ABCD光学系统传输的递推方程,并用以研究相位翻转高斯光束的传输特性.特别是,得出对TEM1、TEM2和TEM3模相位翻转高斯光束,光阑效应可以忽略的条件分别是截断参量δ≥2.1,2.5和 3.0.     

HfO2/SiO2高反射膜的缺陷及其激光损伤

用原子力、Normaski和扫描电子显微镜等分析仪器,对高损伤阈值薄膜常采用的HfO2光损伤所形成的孔洞,与镀制过程中形成的孔洞形貌相似,激光再损伤能力也相似。低能量密度的激光把节瘤缺陷变为孔洞缺陷是激光预处理提高薄膜损伤阈值的原因之一。     

克尔效应导致的鬼像位置移动

在近轴条件下,利用矩阵光学的方法研究了高功率高斯光束通过不同光学元件时,克尔效应导致的介质折射率的变化对鬼像位置的影响.计算了单个双凸透镜,单个双凹透镜以及4F系统中反射光线形成的低阶鬼像的位置移动,并将鬼像位置移动的规律表示为入射光束束腰和峰值光强的函数.     

Transformation of pulsed Gaussian beams in a four dimension domain

ＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｐｕｌｓｅｄＧａｕｓｓｉａｎｂｅａｍｓｉｎａｆｏｕｒｄｉｍｅｎｓｉｏｎｄｏｍａｉｎＬＩＮＱｉａｎｇ；ＷＡＮＧＳｈａｏｍｉｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，ＨａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ...     

The Design of Flat Intensity Lenses for Optical Pick-up Units

Beam-shaping optics are used in optical pick-up units to improve the optical power efficiency of the light path. In this paper a flexible method is presented to design beam-shaping optics with aspherical surfaces transforming the intensity profile of the light beam into any desired profile. The method is applied to a collimator lens that transforms a Gaussian beam profile to a flat top.     

Study on beam propagation through a double-adaptive-optics optical system in turbulent atmosphere

Beam propagation through a double-adaptive-optics optical system in turbulent atmosphere has been investigated. A typical model of optical systems with the double-adaptive-optics configuration is established, principles of the two adaptive optics and theory of beam propagation through the optical system in turbulent atmosphere are analyzed. Power efficiency and beam quality (BPF) of the received beam are introduced to evaluate performance of the optical system. Under the H-V 5/7 turbulent model, influences of the two adaptive optics installations are numerically calculated, respectively. Results show that the adaptive optics at the launcher can improve both power efficiency and beam quality of the received beam, the adaptive optics at the receiver can significantly improve beam quality of the received beam. Evolution of the system performance with the increase of adaptive optics correction order is numerically simulated, and results show that the double-adaptive-optics configuration has great advantages in improving beam quality of the received beam in optical systems with beam long-distance propagation through the turbulent atmosphere.     

左手材料平板对傍轴高斯光束聚焦特性分析

在傍轴近似下,推导出了左手材料平板聚焦系统的传输矩阵,并利用ABCD定律得到了高斯光束在左手材料中和经过平板透镜聚焦后的传输公式。高斯光束在左手材料内部和像空间的传输公式的研究表明:像高斯光束和物高斯光束束腰大小一致,即左手材料平板透镜实际上对高斯光束没有聚焦作用。研究同时表明左手材料平板对高斯光束的聚焦与几何光学成像规律完全一致,而不存在一般透镜聚焦时的焦移效应。     

高斯涡旋光束的光束传输因子和峭度参数

基于强度二阶矩定义, 导出了高斯涡旋光束光束传输因子即M² 因子的解析表达式, 高斯涡旋光束的M² 因子唯一取决于拓扑电荷数n. 数值计算表明, 高斯涡旋光束的M² 因子随着拓扑电荷数n的增大而增大. 基于强度高阶矩, 还导出了高斯涡旋光束经傍轴ABCD光学系统传输时峭度参数的解析表达式, 高斯涡旋光束的峭度参数取决于拓扑电荷数n、参数δ、矩阵元A和矩阵元D. 在自由空间传输时, 高斯涡旋光束的峭度参数仅取决于拓扑电荷数n和参数δ. 自由空间传输时, 高斯涡旋光束峭度参数的变化规律为: 峭度参数随参数δ的增大先减小而后趋向于一最小值, 随拓扑电荷数n的增大而减小. 这一研究有助于高斯涡旋光束的实际应用.     

激光束整形光学系统的设计与研究

提出了一种改善激光投线仪光束均匀性的新方法,该方法运用几何光线追迹的原理,对激光束通过带孔柱透镜的光路进行了计算,模拟了柱透镜内孔在不同大小、形状、透镜介质折射率等参数下的光束远场能量分布,获得了能量分布均匀的远场激光线.     

Propagation dynamic of a Gaussian in the inverted nonlinear photonic crystals

In this work, we study the evolution of a Gaussian beam inside a one-dimensional inverted nonlinear photonic crystals (INPC) with a Kerr nonlinearity. The INPC is a kind of virtual crystals which is generated by the optical induction via the electromagnetically induced transparency (EIT). The propagation dynamics of the Gaussian with different total power are identified. Four types of propagation behavior are found. They are collapse beam, breather beam, soliton and symmetry-breaking beam, respectively. The border between these four behavior types are given. For symmetry-breaking beam, an asymmetric profile of the beam is evolving from the symmetry Gaussian, which can be termed as a kind of dynamical symmetry breaking (DSB). The influences on the appearance of the symmetry breaking point are studied by varying input parameters of the Gaussian. The results of this work are both suitable in nonlinear optics and Bose-Einstein condensate (BEC).