湍流对环状光束扩展的影响

采用积分变换技巧,推导出了环状光束通过湍流大气传输二阶矩束宽的解析表达式,并研究了湍流对环状光束扩展的影响.另一方面,通过分析二阶矩束宽给出了环状光束不受湍流影响的传输范围,指出环状光束将不受到湍流大气影响的条件.研究表明,光束遮拦比ε、阶数M（N）、波长λ越大,束宽w₀越小,则环状光束受湍流大气的影响就越小.并对所得到的主要结果给出了合理的物理解释. 关键词： 环状光束 大气湍流 二阶矩束宽     

截断平顶高斯光束M2因子的比较研究

使用熵束宽、渐近分析和环围功率法对截断平顶高斯光束的束腰宽度w、远场发散角θ0和M²因子作了比较研究.结果表明:按不同束宽定义得到的截断平顶高斯光束的w、θ0和M²因子不同,且与截断参量a/w0(a为光阑半宽度,w0为平顶高斯光束初始束腰宽度)有关.随a/w0的增加,三种方法计算得到的w、θ0和M²都分别趋于某常量.     

复宗量Laguerre-Gauss光束在强非局域非线性介质中的传输

研究得到了偏离束腰入射的复宗量Laguerre-Gauss光束在强非局域非线性介质中传输的解析表达式,并且得到了其二阶矩束宽的解析解.通过例子研究了偏离束腰入射的复宗量Laguerre-Gauss光束在强非局域非线性介质中传输性质.结果表明：非(0, m)模的复宗量Laguerre-Gauss光束的光束形状随着传输而发生改变,并以Δz=πz_c为周期做周期性演化.而(0,m)模复宗量Laguerre-Gauss光束在演化过程中则形状保持不变,仅改变光束宽度;不论功率多大,在偏离束腰入射条件下总是表现为呼吸子;只有当其为束腰入射,并且入射功率等于临界功率时才能形成孤子. 关键词： 强非局域非线性 复宗量Laguerre-Gauss光束 二阶矩束宽 空间光孤子     

非傍轴矢量光束二阶矩的发散特性

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     

非傍轴高斯光束传输特性的研究

基于非傍轴矢量光束横截面上光强的严格定义〈S_z〉,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/Λ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     

Rytov相位结构函数二次近似和硬边光阑复高斯函数展开近似的验证

以受光阑限制的高斯光束在大气湍流中传输为例,用仿真程序数值模拟方法和实验方法对用Rytov相位结构函数二次近似和复高斯函数展开法得到的解析结果(如光强分布、二阶矩束宽、桶中功率和β参数)进行了比较验证.研究表明,解析结果与数值模拟结果和实验结果基本吻合.此外,对用不同研究方法所得结果的差异给出了合理的解释.     

有效ABCD系统的衍射积分

利用光束传输的薛定谔形式理论，将ABCD定律推广到有效质量因子守恒的系统，得到了束宽，曲率半径和发散角的进化方程，对于束宽对轴坐标的二阶微分为常数的有效ABCD系统，利用海森伯图像得到了坐标和动量的非线性进化关系，并利用简单的迭代方法得到了相应的衍射积分公式。     

大气湍流对多色高斯-谢尔模型光束扩展的影响

基于广义惠更斯-菲涅耳原理,采用Rytov相位结构函数二次近似和硬边窗口函数的复高斯展开法,推导了受光阑限制的多色高斯-谢尔模型(GSM)光束在大气湍流中的二阶矩束宽公式。研究表明:二阶矩束宽随着大气湍流折射率结构常数、源光谱带宽和光束传输距离的增加而增大,随着光束截断参数和光束相干参数的增加而减小;并且,当源光谱带宽越大、光束截断参数和光束相干参数越小,则湍流对受光阑限制的多色GSM光束扩展的影响就越小。关键词:      

复宗量Laguerre-Gauss光束在强非局域非线性介质中的传输

研究得到了偏离束腰入射的复宗量Laguerre-Gauss光束在强非局域非线性介质中传输的解析表达式,并且得到了其二阶矩束宽的解析解.通过例子研究了偏离束腰入射的复宗量Laguerre-Gauss光束在强非局域非线性介质中传输性质.结果表明：非(0, m)模的复宗量Laguerre-Gauss光束的光束形状随着传输而发生改变,并以Δz=πz_c为周期做周期性演化.而(0,m)模复宗量Laguerre-Gauss光束在演化过程中则形状保持不变,仅改变光束宽度;不论功率多大,在偏离束腰入射条件下总是表现为呼吸子;只有当其为束腰入射,并且入射功率等于临界功率时才能形成孤子.     

双曲余弦高斯光束在强非局域介质中的传输

从描述强非局域介质中光束传输的非线性薛定谔方程出发,研究了(2+1)维双曲余弦高斯光束在强非局域介质中的传输性质及其相互作用,给出了双曲余弦高斯光束在强非局域非线性介质中传输的解析表达式和二阶矩束宽的解析表达式,同时对两束双曲余弦高斯光束之间的相互作用进行了解析和数值分析。结果表明单光束入射强非局域介质时,存在一个临界功率,当入射功率等于临界功率时,光束在传输过程中的二阶矩束宽可以保持不变;当入射功率不等于临界功率时,光束的二阶矩束宽呈周期性变化。两束双曲余弦高斯光束共同传输时会相互吸引,并且横向强度分布变的较为复杂,给出了两束光传输时相互作用后的强度分布和轴上光强演化等结果。     

复宗量双曲余弦高斯光束的束腰及其位置

 由复宗量双曲余弦高斯光束通过近轴-ABCD-光学系统传输公式，推导出了基于二阶矩定义的光斑尺寸的解析表达式，给出了复宗量双曲余弦高斯光束在自由空间传输和通过薄透镜时的光斑尺寸、束腰宽度及其位置的解析表达式，并进行了数值计算，对计算结果进行了分析和讨论，该方法可用于其它光束通过近轴ABCD光学系统的类似计算。     

Propagation Rule of Pulsed Light Beams through First-order Optical Systems

1.IntroductionInthepastfe\\'ycarsltllcil1tcnsity-momentsmethodandtheM2factorhavebeenre-vea1edtobeveryuscfulrotlcscribethepropagationlawandthebeamqualityofastaticlightbeam[l~Jj.Rccent1y,1ncji:1sctal.generalizedtheintensitymomentsmethodfortheSCLQ(speetral1y`"el1-centcrcdandlocallyquasi-monochromatic)pulsedlightboms[5j.Itisapparentthatthosercsu]tsubtainedinreferenceL5]areon1yvalidfortheso-calledquasi-monochromaticlightbeamsandarenotvalidforgeneralpolychromaticpulsedlightbeams,esPeciallyaredono…     

Generalized tensor ABCD law for an elliptical Gaussian beam passing through an astigmatic optical system in turbulent atmosphere

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).     

横向可分原子激光的传输

本文在含时量子系统传播子的ABCD形式理论的基础上．进一步讨论原子激光这种品质因子不守恒系统的传输。利用准连续的原子激光在传输过程中所满足薛定谔方程．并引入某一方向的束宽、发散角、曲率半径和品质因子等光束传输参量来表征横向势能满足x和y分量相互独立的原子激光的传输。如果某一方向上品质因子也守恒,就可以通过解析不同过程品质因子守恒的充要方程,找到原子激光在各过程中ABCD形式的传播子。本文讨论原子激光在从玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中穿出过程。在磁化捕获器打开情况下的传输,以及在自由空间的传输这三个满足横向势能可分且各横向品质因子守恒条件的过程中ABCD形式的传播子。本文还将所运用的方法和所得结果与Yann等人的方法和结果进行了比较。     

ABCD matrix formalism for propagation of Gaussian beam through left-handed material slab system

We apply a simple ABCD matrix formalism to investigate beam propagation in left-handed material (LHM) slab systems. Firstly, we derive the expressions for the matrix elements for a single LHM slab. Based on the ABCD matrix, we obtain the field distributions both inside and outside the LHM slab, and the conditions for focusing and phase compensation of the Gaussian beam. Secondly, the derived ABCD law is applied to analyze the propagation properties of Gaussian beams through various cascaded LHM slab systems. The corresponding focusing and phase compensation conditions of the Gaussian beam are also obtained. Our theoretic formalism may be applied as a compact and effective tool for the research of light beam propagation in complex LHM slab systems, since it avoids the complicated integral operation.     

Propagation properties of partially coherent modified Bessel–Gauss beams

Starting from the propagation law of partially coherent light, the analytical propagation equations of partially coherent modified Bessel–Gauss beams (MBGBs) through a paraxial optical ABCD system are derived and illustrated with typical application examples. Furthermore, by using the intensity moments method and integral transformation technique, the important characteristic parameters, including the beam width, far-field divergence angle, M² factor and kurtosis parameter of partially coherent MBGBs, are expressed in a closed and simple form. As a result, some basic properties of MBGBs and the dependence of the M² factor and kurtosis parameter on the spectral degree of coherence and beam order are illustrated both analytically and numerically.     

原子激光传输的有效ABCD形式研究

利用含适量子系统传播子的ABCD形式的理论，将品质因子守恒系统中的ABCD定律，推广到有效品质因子守恒的系统——原子激光的传输中，通过引入有效品质因子和有效参数q_eff，利用Heisenberg图像得到传播子的有效ABCD形式.由于原子激光内部原子间相互作用的存在，原有的品质因子不再守恒，有效品质因子是描述原有品质因子和原子间相互作用综合作用效果的物理量. 关键词： 原子激光 传输 有效ABCD参数 传播子     

高库仑量大电流两电极气体火花开关研究

设计了一个两电极气体火花开关，开关的主体部分仅包括阴极、阳极两个主电极，以及金属外壳和绝缘支撑外壳，两电极结构取消了触发极，消除了由于触发极烧蚀影响开关寿命的问题。开关设计工作电压23 kV，单脉冲能量1.2 MJ，峰值电流300 kA，单次脉冲电荷转移量110 C。初步试验阶段开关工作电压达到15 kV，开关的通流180 kA，电荷转移量为47.85 C。开关触发性能可靠，电极烧蚀均匀。     

Beam propagation factor based on the Rényi entropy

A beam width measure based on Rényi entropy was introduced by Luis [Opt. Lett31, 3644 (2006)]. That one-dimensional analysis was limited to beam profiles with rectangular symmetry. In this Letter, we derive a general Rényi beam width measure that accounts for the diffraction properties of beams with profiles of arbitrary symmetry. We also show that the square of this measure has a quadratic dependence as a function of the propagation coordinate, so that it can be applied to propagation through arbitrary ABCD paraxial systems. The Rényi beam propagation factor, here introduced, is discussed in examples where the M(2) factor seems to have a limited effectiveness in describing the beam spreading.