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有振幅调制和相位畸变光束通过硬边光阑的M2因子 总被引:5,自引:3,他引:2
光束传输M^2因子是表征激光束的有用参量。利用矩形函数的复高斯函数的近似展开方法,给出部分相干光通过硬边光阑后强度二阶矩的近似计算公式,由此可得到部分相干光通过硬边光阑后的推广M^2因子。以有振幅调制和相位畸变光束为例,推导出相应的推广M^2因子的解析表达式,通过数值计算对提出的近似算法的计算精度进行了分析。研究结果表明,使用该近似方法计算得到的推广M^2因子的计算误差小于1%,且通过该方法可直接得到相应的近似解析计算公式,从而使计算得以简化,并有效地提高了计算效率。 相似文献
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被光阑衍射部分偏振高斯-谢尔模型光束的远场特性 总被引:5,自引:0,他引:5
从部分相干光的传输理论出发,采用光束相干-偏振矩阵方法研究了被光阑衍射部分偏振高斯-谢尔模型光束的远场特性,对远场偏振和光强特性作了详细的数值计算和物理分析。研究结果表明,光阑衍射部分偏振高斯-谢尔模型光束的远场特性与光阑截断参量、光的空间相干性和衍射角有关。并与自由空间的传输特性和以前的工作作了比较分析。 相似文献
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把硬边光阑从复杂光学系统中“移”出来,即把任意一个含有硬边光阑的复杂光学系统体现到含有入射光瞳和出射光瞳的光学系统中,使硬边光阑的作用转化为出射光瞳的作用,以便求出观察面上的解析解。对入射面上的二维厄米 高斯光束,利用柯林斯公式和入射光瞳与出射光瞳的物像关系,可得到所要求观察面的场分布和解析结果,通过数值模拟验证了其正确性。通过分析计算得到如下结论:对于任意一个含有硬边光阑的复杂光学系统,都可以把光阑的作用从系统中“移”出来,把其看作是出射光瞳的作用,从而可以较为简便地求出观察面上的场分布。 相似文献
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部分相干高斯-谢尔模型光束在介质中传输的M2因子 总被引:6,自引:0,他引:6
在波数K为复数的情况下,对部分相干光强度二阶矩及M2因子的定义进行了修正。以部分相干高斯谢尔模型(GSM)光束为例,讨论了光束在介质中传输时M2因子的变化。研究结果表明,部分相干光束在增益或损耗介质中传输时的M2因子与光束在无增益无损耗介质传输时的M2因子具有不同变化特性,此时,M2因子不仅只与部分相干光的相干参量β有关,且随着传输距离B和表征介质增益(或损耗)特征Ki的增大而增大(或减小);随着相干长度σ0的具体尺寸、波数实部Kr的减小而增大(或减小)。为控制光束质量提供几种有效的途径。 相似文献
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The definition of second-order intensity moments in the spatial domain and spatial frequency domain has been generalized for the case that the linear gain or absorbing media are included, where the wave number is generally complex. The formula for beam propagation M2-factor of partially coherent beams in linear gain or absorbing media has been given. The partially coherent flat-topped Schell-model beam is taken as an example. The closed-form expression for the beam propagation M2-factor of partially coherent flat-topped beam in gain or absorbing media has been derived. The changes of the M2-factor in media have been discussed with numerical examples. It can be shown that the M2-factor of flat-topped Schell-model beams in gain or absorbing media depends on the coherent parameter β, the coherent length σ0, the beam order M, the propagation distance B, the imaginary part of the wave number Ki, as well as the real part of the wave number Kr. 相似文献
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分析了以模式间相互独立的厄米-高斯光束为基底的部分相干高斯光束。导出了部分相干高斯光束的模系数、权重因子和M2因子的表达式,并讨论了各模式权重因子与M2因子之间的关系。研究表明,只需要由实验测得光强分布便可确定部分相干高斯光束的模系数、M2因子和模结构。 相似文献
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基于广义Huygens-Fresnel原理和非Kolmogorov大气湍流折射率起伏谱密度函数, 采用Wigner分布函数的二阶矩方法, 推导出了在大气湍流中传输的部分相干双曲余弦厄米高斯光束束宽和M2因子的解析表达式. 研究表明: 相对束宽和归一化M2因子随传输距离的增大而增大; 光束阶数越大、相干长度越小、双曲余弦参数越小, 相对束宽和归一化M2因子受大气湍流影响越小; 相对束宽随束腰宽度的增大存在极大值, 在一定的相干长度范围内, 归一化M2因子随束腰宽度的增大存在极小值; 相对束宽和归一化M2因子随广义指数的变化均存在极大值, 随内尺度的增大而逐渐减小, 随外尺度的增大几乎没有变化. 相似文献
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部分相干平顶光束在梯度折射率介质中的传输特性 总被引:6,自引:1,他引:5
利用广义惠更斯-菲涅尔衍射积分方法,推导出部分相干平顶光束在梯度折射率介质中传输的交叉谱密度函数解析表达式,对部分相干平顶光束在梯度折射率介质中的传输特性进行了分析,并进一步讨论了介质梯度折射率系数、光束阶数以及光束相干性对传输特性的影响.结果表明,部分相干平顶光束在梯度折射率介质中传输时的轴上光强分布呈现周期性变化了,且周期由梯度折射率系数决定,而与光束相干性无关.光束阶数越高、相干性越好、介质梯度折射率系数越大,则在介质中的轴上峰值光强越大.并且,在光强峰值位置附近的光强分布随传输距离的变化非常剧烈. 相似文献
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基于广义惠更斯-菲涅耳原理和维格纳分布函数方法,推导出了部分相干双曲正弦高斯(ShG)光束在湍流大气中M2因子的解析表达式。在此基础上研究了部分相干ShG光束的湍流距离,即湍流引起的光束扩展可忽略的范围。采用Von Karman谱分别对M2因子和湍流距离进行了数值计算,并分析了内外尺度的影响。研究表明:M2因子随束腰宽度和离心参数的增加存在极小值;湍流距离随束腰宽度的增加存在极大值,随离心参数的增加而增加,大气湍流对离心参数较大的光束影响较小。另外,M2因子和湍流距离与折射率结构参数、内尺度、外尺度、波长和相干参数等密切相关。 相似文献
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相较于相干光束,部分相干光束经过湍流大气传输能够有效地抑制湍流引起的光束展宽、光斑漂移及光强闪烁等扰动效应,在自由空间光通信、激光雷达和激光遥感等方面有重要的应用前景.近年来,部分相干光束湍流大气传输研究受到越来越多学者的关注.本文回顾了部分相干光束在湍流大气中传输特性研究的发展历程、理论基础及常用的理论方法,介绍了处理光束经过湍流大气传输的相位屏数值模拟方法,以及如何把该方法运用到处理部分相干光束传输. 相似文献