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相似文献
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1.
左手材料平板对傍轴高斯光束聚焦特性分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
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。  相似文献   

2.
基于广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式,推导了双曲正弦-高斯光束通过像散透镜聚焦的场分布解析表达式,并用数值计算研究了双曲正弦-高斯光束在像散透镜焦平面上或焦平面附近的光强分布与相位特性。理论分析与数值计算结果表明,选择适当的光束参数与像散透镜结构参数,可以使双曲正弦-高斯光束经像散透镜后转换为具有涡旋的暗空心光束,其拓扑荷指数为1。此外,还对影响场强度分布与相位分布的光束参数与透镜参数进行了分析讨论。特别地,透镜的像散是双曲正弦-高斯光束经像散透镜聚焦产生暗空心涡旋光束的关键控制因素,利用合适的像散透镜可获得相当长度的理想暗空心光管。  相似文献   

3.
唐锐  沈学举 《应用光学》2012,33(1):44-50
为分析透镜系统中圆孔光栏和透镜失调对高斯光束聚焦特性的影响,利用椭圆光栏近似展开式和失调光学系统的广义衍射公式,推导高斯光束经含圆孔光栏失调透镜系统传输的近似解析式,得到输出光束光强极大值场分布与光束参量、孔径尺寸、光栏和透镜失调量之间的关系。针对特定透镜系统,定量分析失调量对输出光束聚焦特性的影响。结果表明:各元件的失调对输出光束聚焦特性均产生影响,在失调量较小时透镜横位移对输出光束聚焦特性的影响比透镜角位移对输出光束聚焦特性的影响更明显。  相似文献   

4.
本文应用瑞利-索末菲标量衍射理论分析了具有球面轮廓的折射微透镜对激光器输出高斯光束的准直特性.数值结果显示,在最佳准直条件下,高斯光束经过球面折射微透镜准直后的传输是一个振荡过程;同时,如果不考虑微透镜的衍射效率,当球面折射微透镜的F数越大,高斯光束经过准直变换后的远场发散角越小.  相似文献   

5.
利用平面角谱理论,建立厄米-高斯光束和拉盖尔-高斯光束在负折射率平板透镜系统中的傍轴传输模型,研究负折射率平板透镜中厄米-高斯光束和拉盖尔-高斯光束强度聚焦及相位补偿特性。结果发现:负折射率平板透镜产生的反向Gouy相移可以补偿空气中Gouy相移导致的相差,因而在满足相位匹配条件下,光束在物平面和像平面之间的相差为零;当强度聚焦和相位匹配条件同时满足的条件下,光束在物平面强度和相位分布可在像平面实现完全重构。  相似文献   

6.
引入部分相干余弦-高斯光束,推导出部分相干余弦-高斯光束通过近轴ABCD光学系统的传输公式和M2因子,研究了部分相干余弦-高斯光束通过像散透镜的传输特性.结果表明,部分相干余弦-高斯光束的M2因子与部分相干余弦-高斯光束的空间相干参量和离心参量有关,但与透镜的像散系数无关.适当选取空间相干参量,离心参量或像散系数,在几何焦面处可得到类高斯、平顶和空心等不同的光强剖面,实现部分相干余弦-高斯光束的空间整形.  相似文献   

7.
李长伟  吕百达 《光子学报》2009,38(2):245-249
引入部分相干余弦-高斯光束,推导出部分相干余弦-高斯光束通过近轴ABCD光学系统的传输公式和M2因子,研究了部分相干余弦-高斯光束通过像散透镜的传输特性.结果表明,部分相干余弦-高斯光束的M2因子与部分相干余弦-高斯光束的空间相干参量和离心参量有关,但与透镜的像散系数无关.适当选取空间相干参量,离心参量或像散系数,在几何焦面处可得到类高斯、平顶和空心等不同的光强剖面,实现部分相干余弦-高斯光束的空间整形.  相似文献   

8.
为研究高斯光束在厚透镜中的传输特性,由几何光学处理傍轴光线的方法,理论上推导了高斯光束的物像束腰位置以及物像束腰半径间的关系,并由高斯光束传输光线就是单叶双曲面直母线的假设,光线追迹模拟了高斯光束在透镜系统的传输过程.模拟结果表明,当物高斯光束束腰位置与透镜系统物方焦点的距离远大于高斯光束的共焦参数时,用几何光学傍轴光线方法所得到的高斯光束束腰位置和半径的理论结果与光线追迹得到的高斯光束束腰位置和半径模拟结果一致,否则,光线追迹模拟结果不正确.  相似文献   

9.
飞行光学导光系统中的空气热透镜效应   总被引:2,自引:1,他引:1  
王智勇  陈凯  陈涛  雷訇  左铁钏 《光学学报》1999,19(5):65-671
研究了激光加工用大功率CO2激光束在飞行光学导光系统中传输所产生的空气热透镜效应。实验发现当飞行光学导光系统中的空气静止时将产生空气热透镜效应,而充以一定压力的压缩空气却可以消除空气热透镜效应,实验表明无热透镜效应时,光束遵循高斯光束传输规律,而秀热透镜效应时,光束偏离高斯光束的传输规律,并影响到激光束聚焦焦点的大小和位置。另外通过激光空气热透镜效应的非线性模型计算了热透镜效应所引起的光束传输相对  相似文献   

10.
陈潇潇  李斌成  杨亚培 《物理学报》2006,55(9):4673-4678
推导了调制的平顶光束激励下基于Fresnel衍射积分的表面热透镜理论,通过数值模拟,比较了平顶光束和高斯光束激励下样品内部温度场、表面形变场和探测光衍射信号的径向分布,分析了影响表面热透镜信号的实验参数.结果表明,在最佳探测位置,平顶光束激励下的表面热透镜系统比相同情况下高斯光束激励下的灵敏度高,最高时约2倍,更有利于薄膜吸收测量. 关键词: 表面热透镜 光学薄膜 平顶光束  相似文献   

11.
李冬  吴逢铁  谢晓霞 《物理学报》2014,63(15):152401-152401
提出了一种基于轴棱锥产生零阶近似无衍射Mathieu光束的新方法,利用轴棱锥聚焦具有椭圆高斯振幅调制的平面波,得到近似零阶无衍射Mathieu光束.根据椭圆高斯平面波经轴棱锥衍射的衍射积分公式,对光强分布进行了数值模拟,依据几何光学模型计算了近似无衍射Mathieu光束的最大无衍射距离,并设计了实验对理论模拟的结果进行了验证.实验采用柱透镜和准直扩束系统变换圆高斯光束产生具有椭圆高斯振幅调制的平面波,用轴棱锥聚焦该平面波后得到近似无衍射Mathieu光束,实验结果与理论模拟和计算相符.  相似文献   

12.
The propagation formulae of elliptical Gaussian beam through misaligned optical systems in spatial domain and spatial-frequency domain are investigated analytically by using tensor method. The derived formulae provide a powerful tool for treating the propagation and transformation of elliptical Gaussian beam through misaligned optical systems. As an application example, the propagation properties of elliptical Gaussian beam through a misaligned thin lens are illustrated.  相似文献   

13.
The propagation of an elliptical Gaussian beam (EGB) through an astigmatic ABCD optical system in a turbulent atmosphere is investigated. An analytical formula for the average intensity of an EGB and a generalized tensor ABCD law for the generalized complex curvature tensor are derived. As an application example, we derived an analytical formula for the average intensity of an elliptical flat-topped beam propagating through an astigmatic ABCD optical system in a turbulent atmosphere. As a numerical example, the focusing properties of an EGB focused by a thin lens in a turbulent atmosphere are studied. It is found that the focused beam at the focal plane becomes a circular Gaussian beam when the atmospheric turbulence is strong enough, and the beam width of the circular Gaussian beam is determined by atmospheric turbulence strength, focal length of the thin lens, and wavelength of the initial beam but is independent of the initial beam widths (i.e., initial intensity distribution).  相似文献   

14.
Zhangrong Mei   《Optik》2007,118(8):361-366
A new kind of laser beam called the elliptical elegant Laguerre–Gaussian beam (EELGB) is defined by using tensor method. By using the generalized diffraction integral formulas for light beam passing through paraxial optical system, the analytical propagation formulas for EELGB passing through paraxial aligned and misaligned optical systems are obtained through vector integration. As examples of applications, the propagation properties of EELGBs in free space propagation and through a misaligned thin lens are studied.  相似文献   

15.
椭圆平顶高斯光束的聚焦特性   总被引:4,自引:4,他引:0  
蔡阳健  林强 《光子学报》2002,31(1):124-128
利用级数分解法把椭圆平顶高斯光束(EFGB)分解成多个椭圆厄密-高斯模的叠加形式,利用椭圆厄密-高斯模的传输公式导出了EFGB通过非轴对称光学系统的传输公式,该公式和直接用矢量积分得出的结果是等效的.利用导出的公式,我们计算分析了EFGB通过轴对称透镜和非轴对称透镜的聚焦特性.结果表明,EFGB聚焦后,近场光强分布变化很快,特别是焦点前后,光强分布会快速旋转.另外,EFGB的聚焦特性与阶次有关.  相似文献   

16.
In this paper, we discuss the influence of ratio of minor to major axis on the propagation property and focusing performance of a plasmonic lens with variant periodic concentric elliptical slits illuminating under a Gaussian beam. In order to analyse the influence theoretically, a finite-difference time-domain (FDTD) numerical algorithm is adopted for the computational numerical calculation and the design of the plasmonic structure. The structure is flanked with penetrated slits through a 200-nm metal film (Au) which is coated on a quartz substrate. Tunability of focusing capability of the plasmonic lenses is studied by tailoring the ratio. Our calculation results demonstrate that the ratio of the elliptical slits greatly affects the focusing capability of the lense. The plasmonic lenses with concentric elliptical slits illuminating under a Gaussian beam have ultra-elongated depth of focus. These results are very encouraging for the future study of the plasmonic lens-based applications.  相似文献   

17.
The propagation of elliptical Gaussian beam passing through paraxial optical systems with aperture is investigated analytically by using tensor method. The approximate formula for propagation of elliptical Gaussian beam through hard apertured optical systems is derived based on the fact that the circ function can be expanded into a finite sum of complex Gaussian functions. The derived formula provides a convenient tool for treating the propagation and transformation of elliptical Gaussian beam through apertured optical systems. As an application example, the propagation properties of elliptical Gaussian beam through apertured fractional Fourier systems are discussed.  相似文献   

18.
A new kind of laser beam named off-axis elliptical flat-topped beam is proposed. This beam is expressed as a finite series of off-axis elliptical Gaussian beams with different beam parameters. Analytical propagation formulas for the off-axis elliptical flat-topped beam through aligned and misaligned optical systems are derived. As a numerical example, the propagation properties of the off-axis elliptical flat-topped beam in free space are calculated and discussed.  相似文献   

19.
三棱镜对圆高斯光束的变换   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文对基模高斯光束经三棱镜的变换进行了定量分析,表明基模圆高斯光束经三角棱镜变换后成为椭圆高斯光束。得出了椭圆高斯光束基本参量(椭圆光斑长、短半轴、等相面曲率半径、远场发散角)与入射基模圆高斯光束腰斑半径及三棱镜结构参数的定量关系。分析了光束的M2因子。  相似文献   

20.
本文采用分步相位屏方法来仿真椭圆涡旋光束在海洋中的实际传输情况,并对椭圆涡旋光束在海洋湍流中的传输光强和闪烁因子进行了仿真。研究发现,椭圆涡旋光束在海洋传输过程中,光斑会发生明显的旋转,同时光斑会产生暗核且暗核个数与光束的拓扑荷数相等。一个拓扑荷数为m的相位奇点会分裂成m个拓扑荷数为1的相位奇点,并且海洋湍流越强,光斑受到的干扰越严重。研究还发现,在较弱的海洋湍流中,随着传输距离的增加,椭圆涡旋光束的闪烁因子会低于高斯光束和涡旋光束的闪烁因子,而且在远距离处拓扑荷数越大闪烁因子降低越明显,同时也发现,传播一段距离后涡旋光束的闪烁因子会低于高斯光束的闪烁因子。在较强湍流中,椭圆涡旋光束的闪烁因子会交叠在一起。对于不同强度的海洋湍流,随着均方温度耗散率的增大,椭圆涡旋光束的轴上点闪烁因子也增大。在同一传输距离处,束腰宽度越小的椭圆涡旋光束闪烁因子越小。  相似文献   

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