部分相干光束聚焦特性的研究--《华侨大学》2008年硕士论文
部分相干光束聚焦特性的研究
【摘要】：
自从激光产生以来,人们对完全相干光束的传输及聚焦特性已经进行了广泛的研究。近年来,许多研究者开始对部分相干光束的聚焦特性产生了浓厚兴趣。因为部分相干光不仅为理论研究提供了可用来描述多横模的高功率激光光束的理论模型,而且在某些实际应用中,部分相干光比完全相干光更具优越性。例如,部分相干光在大气中传输时发散程度要比完全相干光小得多;并且部分相干光束具有光强比较均匀,对散斑低灵敏等优点。基于部分相干光的诸多优点,科研人员在对部分相干光长期研究的基础上发展了以部分相干光为载体的部分涡旋光束。这种光束不仅具备普通部分相干光束的优越性能,而且还具有其自身的特点。我们知道,涡旋光束可以用来囚禁微观粒子,对微观粒子进行旋转,用于光束的灵敏探测以及在非线性介质中形成光波导。许多研究已经表明,涡旋光束的轨道角动量本征态可以构建高维Hibert空间,将之应用于数据存储中,可以实现比传统方法更高的数据存储密度。因此,对部分相干光及部分相干涡旋光束的聚焦和传输特性的研究显得尤为重要。这篇学位论文主要由以下三部分内容组成:
我们所做的主要工作包括:
1.基于部分相干光的传输方程,研究了光强为高斯分布、空间相干度函数为零阶贝塞尔函数的部分相干光束的聚焦特性。详细讨论了入射的部分相干光束的光强分布、部分相干光束的空间相干度对几何焦点附近光强分布的影响。并且,在几何焦点附近获得了平顶光束或局域空心光束。
2.从菲涅耳衍射积分公式出发推导了多色高斯光束被球差透镜衍射后光强分布的解析式,并进行了数值模拟和物理分析。另外还将其与单色高斯光束被球差透镜衍射后的光强分布情况进行比较。并且,详细分析了多色高斯光束的光谱半宽对衍射场轴上光强、横向光强分布的影响。
3.从部分相干光的交叉谱密度函数传输公式出发推导了高斯谢尔模型(GSM)光束被球差透镜衍射后轴上光强分布的表达式,详细分析了透镜的球差系数、GSM光束的束腰和空间相干度对衍射场轴上光强分布的影响。
4.从广义惠更斯-菲涅耳衍射积分方程(Collins公式)出发,推导了部分相干涡旋光束在自由空间中传输的表达式。深入讨论了部分相干光束的空间相干度,以及拓扑电荷数对光场中光强分布的影响。
5.基于经典Debye理论,推导了整数阶及分数阶角向偏振涡旋光束经大数值孔径系统聚焦后的光强分布表达式。着重讨论了拓扑电荷数,数值孔径,以及透过率对聚焦场光强分布的影响。
6.基于经典Debye理论,推导了部分相干涡旋光束经大数值孔径系统聚焦后的光强分布解析式。详细分析了入射光场的相干度以及拓扑电荷数对聚焦光场光强分布以及相干度分布的影响。
【关键词】：
【学位授予单位】：华侨大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2008【分类号】：O436【目录】：
论文摘要3-5
Abstract5-10
第一章 引言10-15
第一节 国内外的研究现状10-12
第二节 本论文研究的内容和意义12-13
第三节 本论文各章节 内容安排13-15
第二章 基础理论15-24
第一节 光传输的主要研究方法15-19
2.1.1 几何光学方法15
2.1.2 矩阵光学方法15-16
2.1.3 傅立叶光学方法16
2.1.4 算子光学法16
2.1.5 波动光学法16-17
2.1.6 广义衍射积分法17-19
第二节 部分相干光的基本理论19-24
2.2.1 空间-时间域19-20
2.2.2 空间-频率域20-21
2.2.3 部分相干光的数学模型21-24
第三章 部分相干光束的聚焦特性24-34
第一节 理论模型25-27
第二节 聚焦光场的光强分布27-33
第三节 本章小结33-34
第四章 光束照射透镜轴棱锥获得均匀焦线34-52
第一节 多色高斯光束照射下透镜轴棱锥的聚焦特性35-43
4.1.1 理论模型35-36
4.1.2 数值结果36-42
4.1.3 主要结论42-43
第二节 部分相干光束照射透镜轴棱锥获得均匀焦线43-51
4.2.1 理论模型43-45
4.2.2 数值分析45-50
4.2.3 主要结论50-51
第三节 本章小节51-52
第五章 部分相干涡旋光束的传输特性52-64
第一节 理论模型53-55
第二节 数值分析55-63
第三节 本章小节63-64
第六章 光束经大数值孔径系统聚焦64-85
第一节 角向偏振涡旋光束经大数值孔径系统聚焦65-75
6.1.1 基本理论分析65-67
6.1.2 整数阶涡旋光束照射时聚焦场的光强分布67-71
6.1.3 分数阶涡旋光束照射时聚焦场的光强分布71-74
6.1.4 主要结论74-75
第二节 部分相干涡旋光束经大数值孔径系统聚焦75-84
6.2.1 理论模型75-76
6.2.2 数值分析76-82
6.2.3 主要结论82-84
第三节 本章小节84-85
第七章 总结85-89
第一节 研究工作的主要结论85-87
第二节 主要创新点87-89
参考文献89-98
附录 A 常使用的一些基本变换矩阵98-99
作者在读期间发表的论文和获奖情况99-100
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京公网安备75号部分相干光在大气湍流中的光强闪烁效应--《光学学报》2015年01期
部分相干光在大气湍流中的光强闪烁效应
【摘要】：以修正Rytov方法为基础,利用部分相干高斯-谢尔(GSM)光束模型并结合Andrews的唯像闪烁模型,研究部分相干光在大气湍流中的光强闪烁效应。推导出适用于不同湍流情形的部分相干光对数光强起伏方差表达式,系统分析了部分相干光在大气湍流中的光强起伏方差。结果表明:在同等的湍流环境下,部分相干光比完全相干光的光强起伏方差要小;光束相干性越差,光强起伏越小,抗湍流能力越强。在不同大气湍流情形下,光源相干性、大气折射率常数等参数对光强起伏都有不同程度的影响。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：O357.5【正文快照】：
1引言光波在大气中传播时,接收面上的光强分布、光斑半径等都会受到大气湍流的严重影响。同时,由于激光的高度相干性,大气湍流所引起的波前相位畸变使得光束在局部区域内发生干涉,从而产生光强闪烁现象,如何降低大气湍流对无线光通信的影响是人们一直关注的问题。当大气湍流强
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MBG是什么意思
但是不论是什么音频还是视频;AAC&音频压缩的方法MBG在不同领域解释是不一样的，也有音频的格式&quot，一般MPEG-1和MPEG-2 电影文件用这个文件扩展名;音频的组织方式，除了有Video视频格式外，我也不知道你具体要那个领域的，我们看到的DVD基本上都是AC-3的音频,xvid都可以说是MPEG-4的类型。MPEG-4和MPEG-1&#47。Auido压缩方法，他开发了许多视频&#47，质量更好;Audio压缩方法，还有视频&#47：MPEG是一个组织，DVD在音频方面还可以使用AC-3;2一样。而真正的MPEG-4却不太流行，DTS，现在的;，音频和视频的内容都是使用MPEG-2系统层来交织在一起的。VCD使用的MPEG-1的Video&#47,divx，同样，用的不是很多，也有MPEG-4系统层。MPG是文件扩展名。DVD使用的是MPEG-2的Video&#47，当然。但是这样的文件很少。MPEG-4比MPEG-2压缩比更高.mp4的文件都是使用的MPEG-4系统层
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