高斯光束通过复杂光学系统的变换

使用矩阵光学技巧和方法详细研究了高斯光束通过复杂光学系统的传插问题。将结果推广于:(1)物像空间析射率不相等(n_1≠n_2);(2)光学系统矩阵元为复数或C元素为零的情况。就高斯限模光阑对光束传输的影响作了讨论。经典光学和高斯激光束光学(n_1≠n_2,n_1=n_2)的比较,清楚地说明了它们的区别和联系。     

菲涅尔波带片对高斯光束的变换

从波带片的特性出发研究高斯光束通过波带片的聚焦特性。用失调望远系统的失调量变化调节出射光束聚焦点的位置，并对聚焦点的变化范围和光斑大小进行描述，最后对波带片对高斯光束聚焦特性进行评价。     

高斯光束匹配的讨论

采用稳定腔的激光器所发出的激光，将以高斯光束的形式在空间传输．我们能够从已知的腔参数，推导出高斯光束的参数，就可以用透镜那样的光学元件来使一个腔的高斯光束同另一腔的高斯光束相匹配本文讨论两共轴高斯光束的匹配问题．     

非高斯光束的传输

提出一种能处理非高斯非轴对称光束传输的张量方法,引入三个表征任意分布光束的特征张量,运用非对称光学系统的惠更斯衍射积分公式导出了它们的变换规律.讨论了任意光束的质量因子.作为一个实例,分析了高阶厄米-高斯光束通过柱面透镜的变换.     

马普-赫斯棱镜对单模高斯光束光强分布影响分析

根据光在马普－赫斯棱镜两空气隙胶合层中的干涉效应,分析了其对单模高斯光束光强分布的影响.结果表明,对于某一高斯光束入射棱镜时,透射光束光强将随入射角的变化而呈现周期性的振荡;对于正入射的光束,当空气隙的厚度一定时,透射光强随棱镜两空气隙结构角的变化作周期性振荡;当结构角一定时,透射光强随空气隙厚度的变化作周期性变化;且透射高斯光束的形状也随棱镜结构的改变发生变化,表明,可以通过选择合适的棱镜结构以减小棱镜对透射光束的影响,对于成品棱镜,则可通过改变入射角使棱镜的性能达到较佳状态.     

高斯—谢尔模型光束的变换特性

在一般情况下推导出高斯－谢尔模型光束经ＡＢＣＤ光学系统变换后的相干模迭加表示式。     

四瓣高斯光束的Gyrator变换性质和矩形空心光束的产生

基于Gyrator变换,推导了四瓣高斯光束场分布的解析表达式,研究了四瓣高斯光束通过Gyrator变换后的光强分布和相位分布.结果表明:在Gyrator变换过程中,四瓣高斯光束能够转换为具有光涡旋的矩形空心光束,在获得矩形空心光束时其四顶角处光束强度最强,而四条边上的光束强度分布几乎是均匀的.对影响矩形空心光束强度和相位分布的光束参数和变换角进行了详细的分析,发现光束阶数不同,产生不同类型的空心光束;Gyrator变换的变换角则影响空心光束能量分布;空心光束亮环的大小由四瓣高斯光束的束腰宽度决定,束腰宽度越大,矩形空心光束的宽度越小.     

平顶高斯光束与超高斯光束传输特性的比较研究

对平顶高斯光束与超高斯光束的传输特性作了研究和比较,并给出了典型的数值计算例．所得的主要结论是有相同M²因子和束宽的平顶高斯光束与超高斯光束在通过光学系统时,具有非常相似的包括光强分布和光阑衍射效应在内的传输变换特性． 关键词：     

高斯光束下的圆屏衍射

计算分析了用高斯光束作光源时，圆屏衍射轴线上的光强分布规律，并与球面波入射的情况进行了对比．     

余弦-高斯光束

提出一种新的可以较好地描写带有相位台阶光学谐振腔的模式的光束模型-余弦-高斯光束。这种光束是由两束高斯球面波的相干叠加形成的,其光束质量因子可以小于1。     

Numerical simulation of a Gaussian beam profile passing through a Kerr medium

The circular Gaussian beam shape has been simulated by numerical evaluation on beam shape based on z-scan method through beam radius. This method is useful in many studies such as z-scan experiments. The validity of the relation between peak and valley separation in close aperture data and the diffraction length of the beam has been investigated by this method for some real cases. The results are in good agreement with the experimental studies.     

Propagation of elliptical Gaussian beam passing through apertured paraxial optical systems

The propagation of elliptical Gaussian beam passing through paraxial optical systems with aperture is investigated analytically by using tensor method. The approximate formula for propagation of elliptical Gaussian beam through hard apertured optical systems is derived based on the fact that the circ function can be expanded into a finite sum of complex Gaussian functions. The derived formula provides a convenient tool for treating the propagation and transformation of elliptical Gaussian beam through apertured optical systems. As an application example, the propagation properties of elliptical Gaussian beam through apertured fractional Fourier systems are discussed.     

Transmitted characteristics for a Gaussian beam passing through a misaligned Fabry-Perot interferometer

After deriving the expression of the intensity of the transmitted beam for a Gaussian beam passing through a misaligned FPI, the influence of the nonparallelism in FPI mirrors alignment on the transmission of a Gaussian beam has been investigated numerically. The results show that the energy profile of the total transmitted beam appears multiple sub-peaks structure; with the increase of the nonparallelism in FPI mirrors alignment, the number of the sub-peaks raises, the peak intensity of the transmitted beam has a declining tendency, and the peak intensity position of the total transmitted beam is shifted.     

光束通过含环形光阑的光学系统的传输特性研究

采用将环形光阑的窗口函数展开的傅里叶级数与复高斯函数的乘积的方法,推导出平面波经过含环形光阑光学系统的近似解析传输公式。利用该公式对光束通过含环形光阑的光学系统的传输进行了数值模拟,计算并分析了不同遮拦比下轴上光强分布和横向光强分布的特点。结果表明：轴上光强分布和横向光强分布与环形光阑的遮拦比有关。该研究方法和结果可推广到其他光阑,对控制光束和光学系统设计具有一定的参考价值。     

超短脉冲经线性小孔阵列衍射时的光谱开关特性

研究了超短高斯脉冲光束经线性排列的矩形光阑阵列衍射后的远场光谱奇变现象。基于菲涅耳积分公式,通过将光阑函数展开为有限项复高斯函数的叠加,得到了超短脉冲光束经线性排列的小孔光阑阵列衍射后的谱强度解析表达式,并对衍射场的光谱红移和蓝移现象进行了数值计算和分析,分析了小孔间距和光阑半径对光谱强度的影响。研究表明:在衍射场的某些观测点,即在调制函数为零的位置附近,存在光谱开关现象。     

Spectral characteristic of a pulsed hollow Gaussian beam passing through a circular aperture

The spectral characteristics of a pulsed hollow Gaussian beam passing through a circular aperture are studied. Based on the vectorial Rayleigh diffraction integrals, the analytical expressions of the spectra for the complex analytic signal representation and for the complex amplitude envelope representation are derived, respectively, and the comparison between them is made. The influences of the truncation parameter and the beam order on the spectral shifts and on the spectral switches are illustrated. It is shown that the spectrum for the complex analytic signal representation and that for the complex amplitude envelope representation are obvious different as the pulse shorter than an optical period.     

高斯光束通过失调透镜系统的聚焦特性

为分析透镜系统中圆孔光栏和透镜失调对高斯光束聚焦特性的影响,利用椭圆光栏近似展开式和失调光学系统的广义衍射公式,推导高斯光束经含圆孔光栏失调透镜系统传输的近似解析式,得到输出光束光强极大值场分布与光束参量、孔径尺寸、光栏和透镜失调量之间的关系。针对特定透镜系统,定量分析失调量对输出光束聚焦特性的影响。结果表明:各元件的失调对输出光束聚焦特性均产生影响,在失调量较小时透镜横位移对输出光束聚焦特性的影响比透镜角位移对输出光束聚焦特性的影响更明显。     

Rochon起偏分束棱镜的结构设计

Ｒｏｃｈｏｎ棱镜是一种重要的冰洲石起偏分束器。本文通过分析棱镜结构设计中涉及的切割角、偏向角、半视场角和所用胶合剂的折射率等因素，提出了一种设计方法，并形成计算机程序，不仅可以优化结构参数；还可以对棱镜的若干性能作出预测。     

高斯波束入射下串粒子的散射问题

根据广义米理论，将入射高斯波束利用矢量球谐函数展开，研究了串粒子在轴条件下波束入 射的电磁（光）散射.讨论了波束宽度等因素对其散射特性的影响并与平面波入射的结果进 行了比较. 关键词： 高斯波束 广义米理论 散射     

高斯光束通过含失调窄缝光阑的失调光学系统的传输特性

 利用硬边窄缝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,得出了高斯光束经含失调窄缝光阑的失调光学系统传输的近似解析式。模拟结果表明输出光束场分布与光束参量、光阑尺寸、ABCD矩阵元、光阑失调量和光学系统失调量有关。针对给定的光学系统和高斯光束定量分析了各失调量对输出光束场分布的影响,结果表明:光阑横向位移、光学系统横向位移和角位移均引起垂直于z轴截面内明显的光强非轴对称分布。当光阑半宽度为1 mm时,光阑的衍射作用使腰斑半径为0.5 mm的高斯光束产生-1.586π～1.465π范围的相对相移,且光阑横向位移、光学系统横向位移和角位移均引起焦平面前后相对相移的迅速变化。随光阑宽度变小,各失调量对输出光束特性的影响越明显。