Non-paraxial Elliptical Gaussian Beam

By using the methods of Hertz vector and angular spectrum transormation, the exact solution of non-paraxial elliptical Gaussion beam with general astigmatism based on Maxwell′s equations is obtained. We discussed its propagation characteristics. The results show that the orientation of the elliptical beam spot changes continuously as the beam propagates through isotropic media. Splitting or coupling of beam spots may occur for different initial spot size. This is very different from that of paraxial elliptical Gaussian beam.     

Non-paraxial Elliptical Gaussian Beam

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ＩｔｉｓｗｅｌｌｋｎｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌＧａｕｓｓｉａｎｂｅａｍｉｓｎｏｔｔｈｅｅｘａｃｔｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆＭａｘｗｅｌｌ′ｓｅｑｕａｔｉｏｎｓ,ｂｕｔａｎａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗａｖｅｅｑｕａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｓｌｏｗｌｙ ｖａｒｙｉｎｇｅｎｖｅｌｏｐｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ[1] .Ｔｈｅｐａｒａｘｉａｌａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎｉｓｎｏｌｏｎｇｅｒｖａｌｉｄｗｈｅｎｔｈｅｂｅａｍｗａｉ…     

高斯光学型扫描全息系统的点扩散函数

根据激光束的空间分布为高斯型分布，文中推导了理想和实际光学扫描系统的点扩散函数，理想系统的点扩散函数为δ函数，实际系统的点扩散函数为高斯函数。     

双偏心椭圆高斯光束在一阶ABCD光学系统中的传输特性

通过求解时谐条件下的亥姆霍兹方程,得到一个特解双偏心椭圆高斯光束,该光束由两个偏心椭圆高斯光束叠加而形成的,可用于描述大功率激光二极管远场分布双峰特性.分析了该光束的光场模型,运用惠更斯-菲涅尔广义积分公式,得到了该光束在一阶ABCD光学系统中的传输场分布和解析表达式,在此理论基础上,数值计算得到光场分布和远场发散角,并运用该光束模型模拟了新型激光二极管光场分布,理论结果与实际结果吻合.     

Disk Noise Measurement System for Optical Disks

We developed a system to measure disk noise as a function of both radial and angular position. In order to obtain an accurate disk noise measurement, crosstalk and intersymbol interference were avoided by recording regularly repeating pit patterns and the influence of electronic and laser noise was removed by averaging techniques. We found the system’s mapping ability and its high sensitivity to be very useful in investigating disk noise phenomena in the mastering process. We used the system to assess the accuracy and reproducibility of the photopolymerization replication and Al vapor deposition processes. Also, we investigated the choice of photoresist and found that photoresists with the combination of the narrowest molecular weight distribution and the highest photo-active compound content resulted in the lowest disk noise levels. Our system can, in principle, be adapted to evaluate magneto-optical and phase change disks.     

非球面系统中高斯光束传输的数值计算

高斯光束的理论公式从整体上描述了光束的传输特性,但并没有描述光束内每一光子的传播行为。基于高斯光束的单叶双曲面特性,建立了一个新的高斯光束光子传输模型。该模型将高斯光束视为由无数个共轴单叶双曲面构成的双曲线体,光子传播方向是在过该光子初始发射点的双曲面的两条直母线中等概率选择。基于该模型,通过计算大量光子经光学系统的传播轨迹可获得高斯光束的几何构形、光强分布、光子光程分布及其传播方向。对实际非球面光学系统的计算结果充分验证了该方法可全面、准确地模拟高斯光束的传输特性,且数值计算效率高。     

聚吡咯甲烯/聚乙烯醇薄膜对高斯光束的衍射行为

制备了一种新型有机聚合物（聚吡咯甲烯）与聚乙烯醇的非线性光学复合薄膜,在该样品的激光纵向扫描实验中发现,随着样品相对于高斯光束束腰位置的不同,产生了两种不同结构的同心衍射环,理论分析表明,该现象可以用光克尔效应和热光非线性效应共同作用下的附加相位孔对入射光束的衍射行为解释,从菲涅耳－基尔霍夫衍射积分公式出发,建立了非线性光学介质对高斯光束的衍射模型,通过数值积分,得到了与实验现象符合的计算结果。     

高阶模高斯光束整形方法研究

研究了高阶模高斯光束的整形方法.在高阶模高斯光束和平顶光束理论模型的基础上,分别选择了平项洛仑兹函数和费米狄拉克函数作为平顶光分布函数,利用能量守恒定律,分别推导针对拉盖尔-高斯光束和厄米特-高斯光束整形系统中入射光与出射光的映射函数.最后利用ZEMAX软件设计了针对TEM01模高斯光束进行整形的非球面透镜元件.结果表...     

椭圆平顶高斯光束及其传输特性

 用张量光学方法定义了三维不可分离变量的椭圆平顶高斯光束(EFGB),导出了这种光束经过非轴对称光学系统的传输公式及相应的张量ABCD定律, 并对EFGB经过自由空间的传输作了数值计算。结果表明, EFGB的传输特性依赖于阶次, 而且耦合EFGB的光强分布在传输过程中会发生旋转。     

高斯光束在梯度折射率纤维中的传播—振幅与光斑分布的解析解族

从近轴波动方程出发，导出在梯度折射率纤维中传播的高斯光束振幅与光斑分布的解析解族。从这一结果可得到高斯光束在抛物型、锥形、类锥形梯度折射率纤维中传播的一系列特解。     

光学相控阵光束电扫描技术及仿真

光学相控阵技术是一种新型光束偏转及扫描技术,介绍了光学相控阵技术光束电扫描的原理,分析了光学相控阵主要参数及高斯光束替代平行光束入射对偏转效果的影响,研究了三种利用光学相控阵实现多光束扫描的方法。研究结果表明,为了提高光束质量应尽量减小单元周期,增大光学相控阵尺寸和填充率,但减小周期并不能完全抑制栅瓣,而高斯光束取代平行光束入射仅影响偏转光束的角宽度,所研究的三种多光束扫描方法均有效,三种方法各有优缺点。     

湍流大气中高斯光束焦移的数值模拟研究

采用数值模拟方法对聚焦高斯光束在湍流大气中传输的焦移进行了研究.结果表明:湍流大气中高斯光束的焦点不再位于真空焦点位置,而是向发射点移动,且前移的幅度随湍流强度的增大而增大,这与理论预计结果一致.引用焦深概念描述光束在焦点附近的准直特性,结果显示:在弱起伏和中等强度起伏情况下,光束的焦深随着湍流强度的增大而增大,焦点附近光束准直度提高;在中等和强起伏情况下,光束在焦点附近高度准直.     

平顶高斯光束经含失调圆孔光阑的失调光学系统的传输特性

为分析平顶高斯光束通过光学系统传输时圆孔光阑失调和光学元件失调对平顶高斯光束传输特性的影响,利用失调圆孔光阑的近似展开式和适用于失调光学系统的广义衍射公式,得出了平顶高斯光束经含失调圆孔光阑的失调光学系统传输的近似解析式,给出了输出光束场分布与光束参量、光阑孔径尺寸、光阑和光学元件失调量等的定量关系.针对特定光学系统定量分析了各失调量对输出光束场分布的影响,结果表明各元件失调都对输出光束强度分布产生较大影响.但在各失调量较小的情况下,透镜失调对输出光束传输特性的影响比光阑失调对输出光束传输特性的影响更明显.     

Decentered elliptical flattened Gaussian beam

A decentered flattened Gaussian beam (DEFGB), is defined by a tensor method. The propagation formula for a DEFGB passing through an axially nonsymmetrical paraxial optical system is derived through vector integration. The derived formula can be reduced to the formula for a generalized decentered elliptical flattened Gaussian beam under certain condition. As an example application of the derived formula, the propagation characteristics of a DEFGB in free space are calculated and discussed. As another example we have studied the properties of superposition with radial array consisted by DEFGB.     

扩束准直光学系统中光学元件失调对高斯光束传输变换的影响分析

基于广义惠更斯-菲涅尔衍射积分公式, 以高斯光束为激光束模型,推导了激光光束通过失调扩束准直光学系统的传输公式,分析了光学元件失调对扩束准直光学系统输出光束传输特性的影响,并在此基础上进行了仿真。实验结果表明,高斯光束通过失调扩束准直光学系统时,出射光束变为偏心高斯光束,光学元件失调程度越大,输出光束越偏离光轴,光束质量越差。在同样的失调下,长焦距光学元件对输出光束影响更大,因此在激光扩束准直光学系统中,调整长焦距光学元件更为重要。     

制作光盘和光纤的塑料及其发展动向

简要叙述光盘的结构原理、分类、光盘材料及其特性,并指出了材料的发展动向。对光纤的材料、塑料光纤的制备方法和特点以及发展方向与技术关键亦作了简要介绍。     

Restoration of Decentered Gaussian Beam with the Combination of a Lens and a Gaussian Aperture

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ＴｈｅＧａｕｓｓｉａｎｂｅａｍｉｓｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓｈａｐｅｏｆｔｈｅｌａｓｅｒｗｉｔｈａｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｍｉｒｒｏｒｒｅｓｏｎａｔｏｒａｎｄｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅａｓｉｎｇｌｅｍｏｄｅｌａｓｅｒ.Ｉｎｔｈｅｐａｒａｘｉａｌａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ ,ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｌｅｘａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｉｔｒｅｍａｉｎｓｕｎｃｈａｎｇｅｄｗｈｅｎｉｔｕｎｄｅｒｇｏｅｓｔｈｅＦｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｏｒｔｈｅ…     

Elliptical Gaussian solitons in synthetic nonlocal nonliear media

This paper studies analytically and numerically the dynamics of two-dimensional elliptical Gaussian solitons in a "double-self-focusing" synthetic nonlocal media featuring elliptical and circular Gaussian response with different degrees of nonlocality.Based on the variational approach,it obtains the approximately analytical solution of such Gaussian elliptical solitons.It also computes the stability of the solitons by numerical simulations.