双曲正弦平方-高斯光束在单轴晶体中垂直于光轴的传输

基于光束在单轴晶体中的傍轴矢量传输理论,对双曲正弦平方-高斯光束在单轴各向异性晶体中垂直于光轴的传输做了研究,得到了一般的解析传输公式,并用数值计算方法分析了该光束的传输特性。研究表明:由于晶体的各向异性,其原来的偏振特性将不再保持,仅沿x方向偏振的初始场分量衍生出y分量;随着传输距离的增加,非寻常光沿x轴和z轴的偏振场慢变振幅均减小,光强峰值也随之减小。此外,双曲正弦平方-高斯光束在单轴晶体中垂直于光轴传输时,光束参数β取值不同,光强呈现不同的分布状态。     

部分相干平顶光束的传输特性

采用超高斯－谢尔模型光束来描述部分相干平顶光束,推导出光束传输M^2因子,利用广义惠更斯－菲涅尔衍射积分,对其聚焦特性进行了分析,并对其焦面上的功率（能量）集中度进行了讨论。     

部分相干平顶高斯光束的传输特性

本文采用Huygens-Fresnel衍射积分公式导出了部分相干平顶高斯光束（PCFGB）经过ABCD光学系统传输公式;进一步导出了采用二阶矩定义的等效束宽和Kurtosis因子的传输公式;利用导出的公式计算了PCFGB在自由空间中的传输特性,并和相干平顶高斯光束（FGB）的传输特性作了比较分析。结果表明,PCFGB在传输过程中其光强分布的平顶部分不会消退,而且它的平顶化程度越来越,但其束宽迅速增大。     

相位屏法研究平顶高斯光束的大气传输特性

由于理论研究和实验研究的局限性,用随机相位屏描述湍流大气对激光束的影响,模拟了平顶高斯光束经湍流大气传输时的远场光斑,并进行了统计分析。结果表明,平顶高斯光束经弱湍流大气传输时,短曝光光斑由中心小暗斑和外侧不规则的亮斑组成,湍流增强使光斑破碎,光强分布杂乱无章;对长曝光光斑而言,弱湍流情况下,光斑形状规则,光强分布存在中心凹陷现象,湍流增强使光斑变为椭圆,但光强变为近似成高斯分布。对于本文的参数值,湍流强度为C2n=10-16m-2/3时,光斑质心沿x和y方向分别在[-7.5 mm,7.5 mm]和[-10 mm,10 mm]随机变化,湍流增强使质心漂移标准差变大,同一湍流情况下,平顶高斯光束质心漂移的标准差要比高斯光束小。     

Hermite-Cosh-Gaussian光束在单轴晶体中的传输

基于光束在各向异性介质中传输的傍轴矢量理论,对沿x方向偏振的Hermite—Cosh—Gaussian（HChG）光束在单轴各向异性介质中的传输作了研究,得到了解析的传输公式,并借助于数值方法讨论了各向异性介质对x方向偏振的HChG光束偏振特性的影响。结果表明,对于初始沿x方向偏振的入射光束,在晶体中其场强因参量取不同值而有不同分布。     

平顶光束通过ABCD光学系统的传输

利用LI近期提出的平顶光束新模型,推导出平顶光束通过傍轴ABCD光学系统传输后光场分布的解析公式。以透镜系统为例,给出了平顶光束聚焦场分布的解析表达式,对平顶光束的聚焦特性进行了详细分析。     

一类新型平顶光束的传输特性研究

利用Li近期提出的平顶光束新模型,分别推导出柱坐标系下平顶光束的M^2因子和通过傍轴ABCD光学系统传输后光场分布的解析公式。以透镜系统为例。给出了柱坐标系下平顶光束聚焦场分布的解析表达式．并对平顶光束的聚焦特性进行了详细分析。研究表明,平顶光束的M^2因子仅由其阶数M确定,其聚焦特性与阶数M以及系统的菲涅尔数N等有关。     

三维平顶高斯光束通过环形光阑的传输特性

利用Collins衍射积分公式对三维平顶高斯光束通过有中心遮拦的矩形环状光阑的传输特性进行了详细研究。对菲涅耳衍射和夫琅和费衍射的数值计算结果表明,遮拦比e和截断参数δ对其光强分布和远场能量(功率)集中度有影响。     

Diffraction of Lorentz-Gauss beam in uniaxial crystals:orthogonal to optical axis

Based on the diffraction theory of beams in uniaxial crystals, diffraction properties of a Lorentz-Gauss beam in uniaxial crystals orthogonal to the optical axis are derived in analytical forms. Diffraction fields, intensity distributions and effects of beam parameters are investigated by numerical examples, respectively. Results show that, upon propagation, initial field components and intensity distributions of Lorentz-Gauss beams would deteriorate due to effects of anisotropic media. When the Lorentz-Gauss beam diffracts into the far field, its intensity distribution would convert into a four-petal profile. Beam parameters wx and wy are shown to have a strong influence on intensity distributions. By selecting different values of them, profiles of Lorentz-Gauss beams would be different upon propagation.     

腔体为单轴晶体的F-P滤光片光学性质仿真研究

为了计算腔体为单轴晶体的F-P滤光片的光学性质,采用理论分析的方法,对垂直入射到光轴在入射面内的单层单轴晶体薄膜的寻常光与非寻常光在两界面处的电磁场量的边界条件和薄膜两界面处电场量的相位关系进行了分析,得到了单层晶体薄膜反射率与透射率的计算方法,并将其应用于腔体为单轴晶体的F-P滤光片光学特性的仿真,取得了滤光片透射率随光轴方向变化的数据。结果表明,光轴旋转角对F-P滤光片的透射峰有明显影响。     

平顶光束在BBO单晶和孪晶中的倍频效应

理论上建立了平顶光束在单晶和孪晶中传播的物理模型,并给出了平顶光束在各向异性介质中传播时的倍频耦合波方程,进而对其进行数值求解;最后对求解所得到的谐波能流分布、总输出能量和入射光角谱进行了分析讨论,并从束腰大小、晶体结构对倍频的影响等方面给出了合理解释。研究结果表明：当束腰相同时,孪晶倍频能流强度要高于单晶;同一种晶体,窄束腰对应倍频强度更高,然而窄束腰光束在单晶中传播时容易发生光束分裂,但孪晶可以改善这种光束分裂情况。     

非线性梯度折射率光纤高阶高斯光束的传播常数

用变分法导出了克尔非线性梯度折射率光纤高阶高斯光束的传播常数。     

Propagating property of flat-topped multi-Gaussian beams passing through a misaligned optical system with two-lens and two-diaphragm

The optical elements' maladjustment is a potential threaten in optical systems,thus,the transmission feature of laser beams passing through a misaligned optical system is widely studied.By using approximate expansion of circle diaphragm and generalized Huygens-Fresnel diffraction formula,a universal analytic expression is deduced for the flat-topped multi-Gaussian beams passing through a misaligned optical system with two-lens and two-diaphragm.The study on the propagating property of fundamental-mode Gaussian beams and a flat-topped multi-Gaussian beam is carried out accordingly.The expansion of complex Gauss function of misaligned optical circle diaphragm is given,as well as a group of new parameter values of the expansion of complex Gauss function.By using the new parameter values,the influence of disadjust parameters on output intensity distribution is analyzed numerically.The result shows that the diaphragms'offset can make the beams offset or covered,and the second diaphragm influences more;the angle deflection of diaphragms can make light beams compressed in the deflection direction,and the first diaphragm influences more;the offset of the first lens can weaken light intensity in the same direction of the lens offset,and the offset of the second lens can weaken light intensity in the opposite direction of the lens offset;the angle deflection of the first lens can make light beams move to the opposite direction,and the angle deflection of the second lens has no influence;when all the diaphragms and the lenses are disadjust,the angle deflection of the first lens has a vital influence to the output intensity distribution.     

超高斯光束通过球差透镜后的传输特性研究

利用广义惠更斯－菲涅尔衍射积分,并考虑球差的影响,对超高斯光束通过球差透镜后的传输特性作了数值计算和讨论。本文所得主要结果对实际光学系统的设计是在用的。