非傍軸部分相干光束傳輸.pdf

1、隨著激光技術(shù)的發(fā)展，特別是強(qiáng)聚焦激光束和具有大發(fā)散角的半導(dǎo)體激光束的描述、光子帶隙晶體和微振腔的非傍軸本征模問題的求解，使人們開始了對(duì)非傍軸光束的傳輸變換的研究。然而，在強(qiáng)激光技術(shù)中，很難遇到理想的完全相干基橫模高斯光束，大多數(shù)發(fā)出的是部分相干多橫模激光束，比較合乎實(shí)際情況的是采用高斯一謝爾模型(GSM)光束描述部分相干的多模激光束，在一定條件下，可以得到比較好的模擬結(jié)果。 基于實(shí)際工作的需要，近年來，非傍軸部分相干光束的概念被

2、提出，并用Rayleigh衍射積分法分析了非傍軸(標(biāo)、矢量)部分相干高斯-謝爾(GSM)模型光束在自由空間的傳輸特性，得出了傍軸近似的條件以及遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角的漸近值，接著又有非傍軸部分相干矢量雙曲-余弦光束以及非傍軸(標(biāo)量)部分相干TEM11厄米高斯(HG)光束在自由空間中傳輸?shù)慕徊孀V密度和光強(qiáng)分布的研究，它們主要是用衍射積分法分析了影響非傍軸性的兩參數(shù)的關(guān)系。隨后，Wigner分布函數(shù)法被引進(jìn)用于研究非傍軸光束，建立了Wigner分布函數(shù)

3、在非傍軸光束傳輸中的基礎(chǔ)理論。 本論文通過研究對(duì)比，發(fā)現(xiàn)Wigner分布函數(shù)法不但同時(shí)描述了空間域和空間頻率域，而且適用范圍廣，可用于研究非傍軸(標(biāo)量、矢量)部分相干光束的傳輸特性，也可用于研究高度非傍軸(標(biāo)量、矢量)完全相干光束的傳輸特性，它能將復(fù)雜的積分運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算，所以選用Wigner分布函數(shù)法來對(duì)非傍軸光束的傳輸進(jìn)行研究。 本論文的主要工作： 1．在對(duì)Wigner分布函數(shù)基礎(chǔ)理論研究分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)

4、用遠(yuǎn)場(chǎng)近似條件，將Wigner分布函數(shù)法的矢量遠(yuǎn)場(chǎng)傳輸理論進(jìn)行了擴(kuò)展，從而得到了關(guān)于非傍軸部分相干光束Wigner分布函數(shù)法(矢量)在自由空間的遠(yuǎn)場(chǎng)傳輸解析矩陣元。 2．為了說明擴(kuò)展理論的正確性，選取了一種特例光束(GSM)光束進(jìn)行分析驗(yàn)證，通過對(duì)矢量GSM光束傍軸與非傍軸性的對(duì)比，以及遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角的分析，證明了該理論的正確性。 3．非傍軸部分相干TEM11厄米-高斯(HG)光束雖已有人提出，并用衍射積分法(標(biāo)量)分析了在