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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 109 毫秒
1.
任意线偏振高斯光束的非傍轴传输   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
周国泉 《物理学报》2005,54(10):4710-4717
运用非傍轴光束传输的矢量矩理论,对任意线偏振高斯光束的非傍轴传输进行了系统的研究,给出了定量计算偏振对束腰、横向远场发散角和光束传输因子贡献的解析通式. 并对高度非傍轴和傍轴两种极端情形,简化了相应的计算式. 在高斯光源线度趋向于零的极限情形下,两个横向的最大发散角均为90°,与偏振态无关. 在高度非傍轴情形下,可以通过所给出的解析通式设计高斯光源的半宽度与激射光波长之比值以及线偏振态来达到所期望的光束传输特性. 对于傍轴情形,不同偏振对束腰和横向远场发散角稍有影响,但这种影响一般可以忽略不计;而光束传输因子却始终保持不变,与偏振态无关. 若介于这两种极端情形之间,则可以根据高斯光源的半宽度之值和所期望的计算精度,确定解析式中级数的项数进而确定任意线偏振高斯光束的非傍轴传输特性. 关键词: 高斯光束 非傍轴传输 偏振 二阶矩  相似文献   

2.
非傍轴矢量光束二阶矩的发散特性   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
邓小玖  汪国安  刘彩霞  赖传伟 《物理学报》2009,58(12):8260-8263
基于非傍轴矢量光束横截面上光强的精确表示和矢量二阶矩理论,应用严格的角谱表示的矢量衍射理论,对任意非傍轴矢量衍射光束的传输进行了系统的研究.给出了光束的束宽、横向发散角的积分表达式,论证了非傍轴矢量光束二阶矩的发散特性.对非傍轴矢量光束的束宽、发散角的定义及一些相关的问题进行了分析和讨论. 关键词: 矢量衍射理论 光束传输 矢量二阶矩 发散特性  相似文献   

3.
周国泉 《物理学报》2008,57(6):3494-3498
运用光束传输的二阶矩理论,对洛伦兹光束的传输特性进行了研究,给出了束腰、横向发散角和光束传输因子的表达式.横向束腰仅取决于对应方向上的光束参数;而横向发散角和光束传输因子却取决于两横向上的光束参数.给出了光束传输因子随两横向光束参数的变化关系曲线.结果表明,两横向上的光束传输因子随两光束参数的变化规律是不相同的,而整体的光束传输因子随两光束参数的变化是前两者的综合体现;但在傍轴情形下,光束传输因子趋向于常数141,因此,对于相同束腰,其傍轴条件下的发散性为对应高斯光束的141倍.所以,洛伦兹光束适合用于描述某些发散程度较大的激光光源. 关键词: 洛伦兹光束 光束传输 二阶矩  相似文献   

4.
康小平  吕百达 《物理学报》2006,55(9):4563-4568
基于Porras提出的光传输的非傍轴矢量矩理论,推导出初始圆偏振的非傍轴矢量拉盖尔-高斯(LG)光束的特征参数,包括束宽、远场发散角和M2因子等的公式,并表示为级数求和形式.非傍轴矢量高斯光束公式作为特例给出.研究表明,基于二阶矩定义的束宽按双曲线规律传输,当w0/λ→0(w0为束宽,λ为波长)时,远场发散角θ趋于90°,大于非傍轴标量理论预示的值63.435°.非傍轴矢量LG光束的M2因子不仅与模指数p有关,而且还与w0/λ有关.最后,对非傍轴矢量LG光束和非傍轴标量LG光束的传输作了比较,结果表明在w0/λ较小时,矢量效应对远场发散角的影响十分显著.对θ→90°引起的问题和非傍轴矢量矩理论的适用范围,以及解决问题的可能途径作了分析和讨论. 关键词: 非傍轴矢量拉盖尔-高斯光束 圆偏振 非傍轴矢量矩理论 光束参数  相似文献   

5.
非傍轴高斯光束传输特性的研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
邓小玖  牛国鉴  刘彩霞  肖苏 《物理学报》2011,60(9):94202-094202
基于非傍轴矢量光束横截面上光强的严格定义〈Sz〉,采用桶中功率定义光束的束宽、远场发散角以及M2因子. 以非傍轴矢量高斯光束为例,对光束的传输特性进行了详细的理论分析和数值计算,并与非傍轴标量理论的结果进行了比较分析. 研究表明,光源半宽ω0/Λ<1时,传输特性的矢量描述与非傍轴标量描述有显著差别,随着ω0的增大,两者趋于一致,并逐步过渡到 关键词: 非傍轴高斯光束 桶中功率 束宽 发散角  相似文献   

6.
基于光强二阶矩理论,推导出非傍轴洛伦兹光束的远场发散角、近场发散角、束腰宽度以及光束传输因子的解析表达式,并通过数值模拟,得到它们与对应束腰宽度以及波长的关系。结果表明:与非傍轴高斯光束相比,在满足二极管激光器物理机制的条件下,非傍轴洛伦兹光束更符合二极管激光束的实际情况,因此,非傍轴洛伦兹光束更适用于描述二极管激光器等光源尺寸小且发散程度较大的激光光源。  相似文献   

7.
非傍轴矢量高斯光束的圆屏衍射   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
刘普生  吕百达 《物理学报》2004,53(11):3724-3728
利用矢量瑞利衍射积分公式,推导出非傍轴矢量高斯光束圆屏衍射的解析表示式.非傍轴矢量高斯光束圆屏衍射的轴上场分布、远场表示式、自由空间中的传输公式,以及傍轴近似下高斯光束圆屏衍射的菲涅耳和夫琅禾费衍射公式可以作为一般公式的特例统一处理.数 值计算和比较实例说明了非傍轴矢量高斯光束的光强分布和远场特性.分析表明,在圆屏衍 射中,f参数和截断参数决定光束的非傍轴行为. 关键词: 传输光学 非傍轴矢量高斯光束 圆屏衍射 矢量瑞利衍射积分公式  相似文献   

8.
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   

9.
非傍轴平顶高斯光束M2因子两种定义的比较研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
康小平  吕百达 《光子学报》2006,35(3):431-434
基于功率密度的二阶矩方法,推导出了非傍轴平顶高斯(FG)光束束宽和远场发散角的解析表达式.研究表明,当w0/λ→0时,远场发散角趋于渐近值θmax=63.435°,与阶数无关.使用非傍轴高斯光束代替傍轴高斯光束作为理想光束,研究了非傍轴FG光束的M2因子,并与传统定义的M2因子作了比较.在非傍轴范畴,非傍轴FG光束的M2因子不仅与阶数N有关,而且与w0/λ有关.按照定义,当w0/λ→0时,非傍轴FG光束的M2因子不等于0,对阶数N=1, 2, 3时,M2因子分别趋于0.913,0.882和0.886.当N→∞时,M2因子取最小值M2min=0.816.  相似文献   

10.
非傍轴截断平顶光束的质量因子   总被引:1,自引:0,他引:1  
 使用功率密度的二阶矩方法和Li提出的平顶光束模型,推导出了非傍轴截断平顶光束的束腰宽度、远场发散角和光束质量因子的解析表达式。计算结果表明:非傍轴截断平顶光束的质量因子不仅与截断参数、光束阶数有关,而且与初始束腰宽度和波长之比有关;当截断参数趋近于0时,远场发散角趋于渐近值63.435°;对于光束阶数为1和截断参数趋于无穷大的特例,计算结果分别退化为非傍轴截断高斯光束和非傍轴无截断平顶光束的结果;功率密度的二阶矩方法可用于截断光束,并克服了光束质量因子的发散困难。  相似文献   

11.
The propagation characteristics of TM polarized Gaussian beam, which is the rigorous solution of an eigenfunction problem for a confocal resonator, have been investigated using the nonparaxial vectorial moment theory of light beam propagation. The analytical expressions of the beam propagation factors are given by means of Fourier transform. Both the transversal second-order moment beam widths follow a simple hyperbolic variational law. For nonparaxial case, however, beam has different propagating features in the two transversal directions. As to paraxial case, its propagation approximately reduces to that of scalar Gaussian beam TEM00 mode.  相似文献   

12.
With the help of a tensor method, an analytical nonparaxial propagation formula for a twisted anisotropic Gaussian Schell-model (GSM) beam in free space is derived based on the generalized Raleigh-Sommerfeld diffraction integral. The far-field nonparaxial propagation expression for a twisted anisotropic GSM beam is also derived. The paraxial approximation is dealt with as a special case of our general result. Our numerical results show that the nonparaxial propagation properties of a twisted anisotropic GSM beam are closely related to the initial beam parameters (i.e., twist factor, transverse spot width matrix, coherence width matrix and wavelength) and the propagation distance. Our formulae provide a convenient and powerful way for studying the paraxial and nonparaxial propagation of an isotropic or anisotropic GSM beam with or without twist phase in free space.  相似文献   

13.
周国泉 《中国物理 B》2009,18(5):1853-1890
Based on the vectorial Rayleigh--Sommerfeld integral formula and the complex Gaussian expansion of the hard-edge aperture function, an analytical propagation expression for a nonparaxial vectorial off-axis Lorentz beam passing through a rectangular aperture is derived. The unapertured case, the far field expression and the scalar paraxial result are also presented as special cases of the general formulae, respectively. Some numerical examples are also given to show the propagation characteristics of a nonparaxial vectorial off-axis Lorentz beam through a rectangular aperture. It is indicated that the f parameter, the off-axis displacement and the truncation parameter all play an important role in determining nonparaxial propagation behaviour.  相似文献   

14.
Zhangrong Mei  Mudan Dong  Juguan Gu 《Optik》2011,122(9):823-826
The polarization properties of nonparaxial partially polarized Gaussian Schell-model (PGSM) beams are studied. Based on the beam coherence-polarization matrix, the propagation formula of the degree of polarization for the nonparaxial PGSM beams is derived. The paraxial approximation is dealt with as special cases of our general results. Some conditions that limit the choice of the parameters are established. The sufficiency condition of polarization invariance in propagation for the nonparaxial PGSM beams is derived. By using the derived formulae, the propagation properties of the degree of polarization for the nonparaxial PGSM beam in free space are illustrated and analyzed with numerical examples. Some detailed comparisons of the obtained results with the paraxial results are made.  相似文献   

15.
This paper derives the closed-form expressions for nonparaxial phase flipped Gaussian (PFG) beams propagating in free space, through a knife edge and an aperture, which enable us to study nonparaxial propagation properties of PFG beams and to compare nonparaxial results with paraxial ones. It is found that the f parameter, offsetting distance of the knife edge and truncation parameter affect the nonparaxial beam propagation properties. Only under certain conditions the paraxial approximation is applicable. The results are illustrated by numerical examples.  相似文献   

16.
矢量非傍轴离轴高斯光束的传输   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
高曾辉  吕百达 《物理学报》2005,54(11):5144-5148
基于矢量瑞利-索末菲衍射积分公式,得出了波动方程的一个解,它代表矢量非傍轴离轴高斯光束,其在自由空间的传输方程表示为解析的结果.矢量非傍轴离轴高斯光束的轴上和远场公式,矢量非傍轴高斯光束的传输方程,以及傍轴的结果都可作为一般表达式的特例而得出.研究表明,f参数对光束的非傍轴特性有重要影响,而离心参数也影响非傍轴行为.与共轴情况不同的是,对离轴情况,在y方向存在场的纵向分量. 关键词: 激光光学 矢量非傍轴离轴高斯光束 瑞利-索末菲衍射积分 f参数 离轴参数  相似文献   

17.
An extension of phase-flipped Gaussian (PFG) beams to the multi-mode nonparaxial case is made. The recurrence propagation expressions for phase-flipped Hermite-Gaussian (PFHG) beams beyond the paraxial approximation are derived and used to study nonparaxial propagation properties of PFHG beams in free space and through a knife edge and an aperture, and to compare nonparaxial results with paraxial ones. The propagation of paraxial PFHG beams and PFG beams and nonparaxial PFG beams is treated as special cases of nonparaxial PFHG beams. Numerical examples are given to illustrate the theoretical results.  相似文献   

18.
周国泉 《中国物理 B》2010,19(6):64201-064201
Based on the vectorial Rayleigh--Sommerfeld integral formulae, this paper derives the analytical nonparaxial propagation equation of a super-Lorentz--Gauss (SLG) SLG01 mode beam in free space. The far field expression and the scalar paraxial result are treated with special cases of the general formulae. According to the obtained analytical representation, the nonparaxial propagation properties of the SLG01 mode beam are illustrated and analysed with numerical examples. This research provides an approach to investigate the propagation of the SLG01 mode beam within the framework of the nonparaxial regime.  相似文献   

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