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相似文献
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1.
粗糙海面对高斯分布激光光束的反射模型推导   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
张晓晖  张爽  孙春生 《物理学报》2016,65(14):144204-144204
研究激光光束海面反射光强的方向分布特性对海上光电对抗等领域的工程实践具有重要意义.本文采用分形方法模拟粗糙海面,并在海面基准坐标系中建立起描述粗糙海面几何特征的数学方程,然后基于蒙特卡罗方法模拟高斯光束,依据几何光学原理在基准坐标系下推导了高斯光束的海面反射模型,采用该模型可以编程计算激光光束海面反射光强的方向分布.将模拟计算结果与实验结果进行了对比分析,结果表明该模型可以较好地反映激光光束海面反射光强的分布趋势,验证了模型的有效性.  相似文献   

2.
部分相干双曲余弦-高斯光束的传输特性和空间整形   总被引:1,自引:0,他引:1  
 通过加入高斯项的空间相干度,引入部分相干双曲余弦-高斯(ChG)光束,推导出部分相干ChG光束通过近轴ABCD光学系统传输的解析表达式,并用以研究其传输特性和空间整形。结果表明,部分相干ChG光束的光强分布不能保持传输不变性,其光强分布不仅与传输距离和离心参数有关,而且还与空间相干参数有关。在传输距离固定时,适当改变部分相干ChG 光束的离心参数和空间相干参数,可实现光束的空间整形。光束质量因子随空间相干性的增大和离心参数的减小而减小。高斯-谢尔模型光束和完全相干ChG光束可作为部分相干ChG光束的特例处理。  相似文献   

3.
文章提出一种横向激发的任意线偏振高斯光束,该光束场量的模与传统的任意线偏振高斯光束具有相同的模,在源场区,其满足自由空间无源场的场方程。同时利用瑞利—索末菲衍射积分对该高斯光束的非傍轴传输特性进行了解析研究,给出了空间光强分布、束腰和远场发散角的解析通式,发现该类光束的远场光强呈一平顶空心光束。  相似文献   

4.
推导出分数傅里叶变换基于柱坐标系下的解析表达式,应用此解析表达式对空心高斯光束进行分析,得到其分数傅里叶变换的解析表达式。讨论其在分数傅里叶变换平面的光强分布与各种光束参数之间的变换关系,并进行数值计算,从而得出基于柱坐标系下的空心高斯光束的分数傅里叶变换的传输性质。所得结果为分析和计算这种光束的分数傅里叶变换提供了方便,同时对此类光束的传输控制提供了基础理论支持。  相似文献   

5.
应用复振幅滤波器实现高斯光束均匀化   总被引:1,自引:0,他引:1  
激光束的光强分布为高斯分布。在激光应用的许多领域,要求光束的光强为均匀分布。本文提出了一种利用复滤波器实现高斯光束均匀化的新方法。给出了复滤波器的制作方法和实验结果。实验表明,该方法是一种能量转化率较高、容易实现、均匀化程度较为理想的高斯光束均匀化的方法。  相似文献   

6.
洛伦兹-高斯光束在梯度折射率介质中的传输   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
导出了洛伦兹-高斯光束在梯度折射率介质中传输的光场分布,给出了二阶矩定义下的光束半宽度及其变化率的解析表达式,重点分析了梯度折射率系数对洛伦兹-高斯光束传输性能的影响。结果表明,梯度折射率介质中的归一化光强分布和光束半宽度等呈周期性变化,周期为梯度折射率系数的"倍,轴上最大光强出现在半周期处。梯度折射率系数除影响周期性外,对归一化光强分布和光束半宽度无明显影响,但影响光束半宽度变化率。  相似文献   

7.
散斑位移法测量激光高斯光束的空间分布   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
 提出一种测量激光光束高斯空间分布特征的新方法——散斑位移法。该方法利用光传播的菲涅尔衍射公式和光场的统计规律,给出散斑场光强在散射体位移前后的高斯光束相关函数的表达式。测出相关函数在光路上某一位置的数值,并由此同时求出高斯光束的束腰位置和大小。  相似文献   

8.
基于模拟退火算法的自适应近场光束整形   总被引:6,自引:0,他引:6  
在激光实际应用中,为了提高系统的利用效率,常常需要将激光器的输出光束整形为特定光强分布光束.基于纯相位液晶空间光调制器的高空间分辨率、实时可编程控制等特性,结合模拟退火算法搭建了一套自适应近场光束整形系统.理论模拟了该系统对于理想高斯光束的近场整形效果,并基于这一闭环系统,对固体激光器输出的近高斯光束进行了近场光束整形...  相似文献   

9.
激光窗口热透镜效应对光束质量的影响   总被引:6,自引:2,他引:6       下载免费PDF全文
 分析了高功率激光通过窗口时,引起的窗口热透镜效应及其对激光光束质量的影响。用冲量定理方法,推导了二维热传导方程的广义傅里叶级数解,然后按照平面热应力问题,运用有限元方法数值计算热变形。考虑热变形、折射率随温度变化,忽略光弹性效应,解出出光面的波前相差分布,讨论了远场光束质量。以空心环形光束为例,计算了熔融石英(SiO2)和白宝石(Al2O3)两种常用窗口的温升分布、热变形、波前相差和光束质量,分析了冷却、辐照时间、光强分布的空间梯度和各种材料参数对光束质量的影响。  相似文献   

10.
基于精确光强定义下非傍轴标量光束的二阶矩理论,计算了不同束腰及光阑孔径条件下截断非傍轴标量高斯光束的束腰半径、远场发散角以及质量因子等光束传输特性,并将截断非傍轴标量高斯光束与自由高斯光束和平面波圆孔衍射光束进行了比较.数值计算表明截断参量的不同对截断高斯光束的传输特性影响很大.当R2ω0时,截断高斯光束与高斯光束在自由空间传输特性趋于一致,因此在精确光强定义下,对于非傍轴标量光束来说,当光阑孔径大于2倍束腰时,可以不考虑光阑对高斯光束的衍射作用.当R0.3ω0时,截断高斯光束传输特性趋于平面波通过圆孔的衍射曲线.因此,在这种情况下,可以将高斯光束作为平面波处理.只有当光阑孔径介于0.3倍束腰和2倍束腰之间时,需要同时考虑光阑孔径和高斯束腰对衍射的影响.  相似文献   

11.
季小玲  汤明玥 《物理学报》2006,55(9):4968-4973
研究了一维(1D)线阵离轴高斯光束通过湍流大气的传输特性,推导出了其光强传输方程. 研究表明,1D线阵离轴高斯光束通过湍流大气传输经历了三个阶段,即在近场其光强分布为类似于入射光的锯齿状分布,随着传输距离的增加逐渐变为平顶分布,最后在远场成为类高斯分布. 湍流的增强会使光束传输经历三阶段的进程加快. 并且,湍流使得不同子光束数的1D线阵离轴高斯光束的归一化光强分布相接近. 此外,子光束数越多的1D线阵离轴高斯光束受到湍流的影响越小;1D线阵离轴高斯光束较高斯光束受到湍流的影响要小. 关键词: 一维(1D)线阵离轴高斯光束 湍流大气 传输特性  相似文献   

12.
多艾里光束合成自聚焦光束的实验实现   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
多光束合成和单光束聚焦一直是提高激光束功率和功率密度的两个重要方法. 结合艾里光束在自由空间中沿弯曲路径传播的特性, 从数值模拟和实验两个方面, 研究了利用多个一维艾里光束合成自由空间自聚焦光束的方法, 并对所得到的模拟和实验结果进行了对比. 采用分步束传播法, 分别模拟了由四个和八个一维艾里光束合成的自聚焦光束在自由空间中的传播过程, 给出了自聚焦光束在传播过程中横向和纵向的光强分布和变化趋势. 采用计算全息和空间光调制器技术实验, 实现了多个一维艾里光束合成的自聚焦光束. 实验中分别测量了四个和八个一维艾里光束合成的自聚焦光束的横向光强分布. 实验结果和理论结果符合得较好. 另外, 为了进一步增大自聚焦光束的功率, 可以增加参与合成的一维艾里光束的数量. 同时, 自聚焦光束的焦距可以通过调整各个一维艾里光束的相对位置进行调节.  相似文献   

13.
激光入射角度对薄膜热场分布影响的数值分析   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
在多层介质薄膜中,激光的入射方式是影响薄膜抗损伤能力的关键因素之一.提出了一种模拟锥角高斯光入射多层介质薄膜后电场和热场分布的方法.该方法能够分析薄膜中高斯光各个角谱分量叠加形成的电场分布,进而得到由于薄膜本征吸收产生的热量沉积以及薄膜内部的温度场分布.针对中心波长为4.3 μm的中红外高反膜进行了分析,给出了高反膜系的温升峰值随激光入射角度和偏振态的变化.结果表明:对于s偏振光,斜入射时膜系的最高温升峰值高于垂直入射峰值,而p光的结果则相反.此种模拟方法克服了原有方法对激光入射角度的限制,较好地反映出斜入射情况下激光偏振态对薄膜损伤的影响. 关键词: 多层介质薄膜 高斯光 热过程 数值分析  相似文献   

14.
Starting from the Huygens–Fresnel diffraction integral, the field expressions of apertured polychromatic laser beams with Gaussian and Hermite–Gaussian transverse modes are derived. Influence of the bandwidth on the intensity distributions of the laser beams is analyzed. It is found that when the bandwidth increases, the amplitudes and numbers of the intensity spikes decrease and beam uniformity is improved in the near field and the width of transverse intensity distribution of the apertured beams decreases in the far field. Thus, the smoothing and narrowing effects can be achieved by increasing the bandwidth. Also, these effects are found in the laser beams with Hermite–Gaussian transverse modes as the bandwidth increases.  相似文献   

15.
The propagation properties of flattened Gaussian beam with a misaligned circular aperture in turbulent atmosphere have been studied by using the extended Huygens-Fresnel formula. From the study and numerical calculation, the effects of aperture parameters on the propagation properties of flattened Gaussian beams in turbulent atmosphere have been illuminated. The results show that angle misalignments and lateral displacements of aperture create unsymmetrical average intensity distribution at any cross section. The intensity distributions are much more sensitive to the lateral displacement than to the angle misalignments. And the propagation properties of different flattened Gaussian beams in turbulent atmosphere are also compared.  相似文献   

16.
It is found that in free space, the curves of the mean-squared beam width may each have a cross point at a certain propagation distance Zc. For Gaussian array beams, the analytical expressions of zc are derived. For the coherent com- bination, Zc is larger than that for the incoherent combination. However, in non-Kolmogorov turbulence, the cross point disappears, and the Gaussian array beams will have the same directionality in terms of the angular spread. Furthermore, a short propagation distance is needed to reach the same directionality when the generalized exponent is equal to 3.108. In particular, it is shown that the condition obtained in previous studies is not necessary for laser beams to have the same directionality in turbulence, which is explained physically. On the other hand, the relative average intensity distributions at the position where the Gaussian array beams have the same mean-squared beam width are also examined.  相似文献   

17.
王颖  章岳光  刘旭  陈为兰  厉以宇 《物理学报》2007,56(11):6588-6591
运用时域有限差分(FDTD)方法建立了薄膜中节瘤缺陷在高斯激光照射下电磁场响应模型,分析了节瘤的深度、起始颗粒大小和入射光角度对薄膜中电磁场的影响。结果表明:节瘤缺馅对薄膜中电场强度有显著的加强作用,其内部峰值场强是入射光的6倍,大而浅节瘤缺陷对倾斜入射p偏振态的激光具有最高的加强效应.  相似文献   

18.
The concept of existing scalar coherent four-petal Gaussian (FPG) beam is extended to the more general partially coherent electromagnetic four-petal Gaussian (PCFPG) beam, and the cross-spectral density matrix of the latter is derived in analytical expressions. Intensity distributions and degree of polarization in free space are investigated by numerical examples. Results show that propagation properties of the PCFPG beam are different from their scalar coherent and scalar partially coherent counterparts. Both intensity distributions and polarization strongly depend on transversal coherence lengths. When the propagation distance increases to a large value, intensity distributions of PCFPG beams convert into the Gauss profile. Polarization of PCFPG beams shows an oscillating characteristic upon propagation, and the oscillation would enhance with the increase of coherence lengths. These results may find potential applications in beam shaping and free space optical communications.  相似文献   

19.
杨振军  陆大全  胡巍  郑一周  高星辉 《中国物理 B》2010,19(12):124212-124212
The propagation of hollow Gaussian beams in strongly nonlocal nonlinear media is studied in detail.Two analytical expressions are derived.For hollow Gaussian beams,the intensity distribution always evolves periodically.However the second-order moment beam width can keep invariant during propagation if the input power is equal to the critical power.The interaction of two hollow Gaussian beams and the vortical hollow Gaussian beams are also discussed.The vortical hollow Gaussian beams with an appropriate topological charge can keep their shapes invariant during propagation.  相似文献   

20.
大气湍流对部分相干平顶高斯光束的影响   总被引:4,自引:3,他引:1       下载免费PDF全文
采用相屏近似处理方法对激光通过湍流大气的传输进行了数值模拟。从数值模拟的结果拟合出两个公式:一是通过湍流前后部分相干平顶高斯光束的束宽平方比随阶数、传输距离和湍流强度的变化关系式;一是通过湍流后的相干长度随初始光束相干长度、湍流相干长度的变化关系式。研究发现:部分相干平顶高斯光束分解为相互独立的厄米-高斯光束的叠加;相干性越差的光束受到湍流的影响程度就越小;湍流对光束传输的影响与光束自身相干特性对其传输的影响之间是不相关的。  相似文献   

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