高斯光束传输中的衍射损耗

由于光学元件的通光孔径(横向尺寸)总是有限大的,因此,高斯光束在通过这些光学元件时会有衍射损耗.并引起光束横向场分布、结构(模式)的变化.另一方面,在光学系统设计时,也需要选择适当几何尺寸配置的光学元件,例如不同孔径大小和形状的光阑、空间滤波器等,利用不同阶光模通过它们时有不同衍射损耗来改变光场的横向分布,提高光束质量,进行光束整形或滤波等.在文[1、2]的基础上,我们以厄米-高斯光束为例对衍射损耗作了详细的数值计算和物理分析,所得结果对激光束传输过程中衍射损耗计算和模式结构分析有参考意义.     

相干叠加偏心高斯光束的传输特性

对由两束相对传输的偏心高斯光束相干叠加而成的光束的传输特征进行了研究，结果表明，这种光束的传输因子Ｍ＾２不是常数，而是随传输距离振荡的，为了消除振荡，引篱平均光束传输因子－／Ｍ＾２这一新概念。     

高斯光束的光场分析

应用非涅耳衍射原理 ,推导出了高斯光束通过透镜后在光轴上的光场分布 ,并分析了几种特殊情况 .     

偏振高斯光束并合的传输变换特性

利用光束相干偏振（BCP）矩阵来描述光束的偏振特性，采用高斯型线偏振光按一维排布的并合模型，对并合光束的偏振度进行了深入研究，结果表明并合光束的偏振度在横截面上是不均匀的，且随传输距离变化，还与子光束间距及子光束偏振方向夹角等参数有关，非相干并合光束的光强与子光束的偏振特性无关，而相干并合光束的光强与子光束的偏振特性有关，两种并合方式所得的并合光束光强均与子光束数目，间距等参数有关。     

基模高斯光束的基本特性

从基模高斯光束电矢量表达式中的振幅、相位部分及其光束参数出发,讨论了高斯光束的振幅、相位分布和振幅、相位在传播过程中的变化规律,揭示了基模高斯光束的基本特性.     

圆平顶高斯光束在单轴晶体中的传输特性

基于光束在各向异性单轴介质中的傍轴矢量传输理论,导出了圆平顶高斯光束在单轴各向异性晶体中的传输公式,并利用此解析式作数值计算和分析了圆平顶高斯光束在单轴晶体中的传输,研究了各向异性介质对x方向偏振的圆平顶高斯光束偏振特性的影响.研究表明,晶体的各向异性对光束的偏振和圆对称性有较大影响.     

高斯光束反射特性的实验研究

本文从实验上对高斯光束被平面镜和球面镜反射的现象和性质进行了研究，得出了一些有意义的结果。     

厄米-高斯光束合成任意阶矢量光束

提出了用一组经过偏振态调制厄米-高斯光束合成任意阶矢量光束的新方法,这组光束的偏振态方向依次差π/2,合成的矢量光束的强度分布和拉盖尔-高斯光束相同.根据合成方法的数学模型进行了数值仿真,进一步证实了合成方案是正确的.这一方法提供了用相干合成方法生成高阶矢量光束的新途径.     

高斯光束质量因子的研究

应用标量光场横截面上光强的精确定义,计算了基模高斯光束的光强二阶矩及光束质量因子,结果表明,当基模高斯光束的束腰半径ω0 λ时,光束质量因子M2非常接近于1,当光束束腰半径较小时,计算的光束质量因子存在较大误差。文章进一步用严格的光场角谱表示法计算了非傍轴标量高斯光束的质量因子,并对一些相关问题进行了讨论。     

高斯光束的光场分析

应用非涅耳衍射原理,推导出了高斯光束通过透镜后在光轴上的光场分布,并分析了几种特殊情况。     

谐振腔镜对高斯光束远场发散角的影响

利用变换矩阵和ＡＢＣＤ定律讨论了激光谐振空对高我束的变换,推导出高斯光束参数通过光腔输出镜的变换公式。并对热透镜腔,光束远场发散角等问题进行了讨论。     

有高斯光束注入的激光器的双稳性

本文考虑注入环形腔激光器的信号为高斯光束(TEM10模),利用平均场近似理论得到了单横模共振时的定态方程,并进行了线性稳定性分析,结果表明,对优质腔来说,跟Lugiato所讨论的注入信号为平面波光束时的情况不同,此时环形腔激光器输出呈双稳行为。     

高斯光束转换为匀强光束的衍射光学元件的研究

描述了用于径向对称光强转换的纯位相片的计算方法,给出了由高斯光束向匀强光束转换的位相片的数值分布结果,利用计算机模拟菲涅尔衍射,得到非常均匀的转换光束轮廓.对此位相片作16阶二元化后,仍有接近100％的衍射效率和很好的均匀性.     

高斯光束的圆孔衍射

本文用计算机较严格地计算了高斯光束对不同园孔衍射花样图,这对于激光工程枝术应用有重要的实际意义.     

高斯光束对荧光共焦显微镜分辨率的影响

研究一定光源孔径、束斑的高斯光束对荧光共焦显微镜横向、纵向分辨率的影响，导出了荧光功率传输函数、三维响应函数．数值计算结果表明：与一定光源孔径的平行光束比较，采用高斯光束可以获得更好的横向、纵向分辨率．     

入射光束的几何形状及大小对单色光石英退偏器退偏效果的影响

测量了不同形状、不同大小的单色线偏振光束对单色光石英退偏器退偏度的影响。结果表明：入射光束截面越大，器件的平均退偏效果越好；通过调节光束的大小，可以使退偏器对某一单色线偏振光束实现最佳退偏效果。     

压实石英颗粒中孔隙水微观动力学性质研究

土水作用使土体中孔隙水具有与自由水完全不同的物理状态,从而影响了土体的物理特性。作为地球表面含量最多的矿物之一,石英广泛存在于各种岩土体中,石英颗粒与水的相互作用极大的影响各种岩土体的工程特性。为了研究石英颗粒与水的相互作用,本文利用核磁共振技术探测了非饱和压实石英颗粒中不同温度条件下的T1分布曲线和常温下T1-T2相关谱图。通过分析孔隙水T1/T2分布曲线发现峰点处T1/T2值约为6.31。基于BPP模型,计算得到非饱和石英土样中孔隙水分子的转动特征时间远大于自由水的转动特征时间,说明压实石英颗粒中的孔隙水活动度受到较大的抑制。利用Korb模型,计算得到了吸附水在石英颗粒表面的特征停留时间和亲和性。结果表明水分子在离开石英颗粒表面时在颗粒表面移动了4.2x109 步,说明石英颗粒对水分子具有较大的亲水性或束缚性。基于Arrhenius定理分析T1分布曲线随温度的变化得到石英颗粒中表面吸附水的吸附活化能为6.4 kcal/mol,远大于黏土颗粒表面吸附水的吸附活化能。这表明石英颗粒表面对水分子的束缚作用大于黏土颗粒表面。经分析认为这主要是因为石英颗粒表面的硅醇基与表面吸附水形成大量的氢键使得石英颗粒对表面吸附水具有较大的束缚作用。     

矩形AT切割石英晶体谐振器的振动分析与设计

随着石英体波谐振器向小型化和高性能方向的发展 ,控制晶片中的模式耦合问题便成了保证晶振性能的关键 从R .D .Mindlin的两维方程入手 ,分析了AT切石英晶片中的振动模式 首先得出了无穷大晶片中的色散关系 ,继而又得到了矩形晶片振动频率和长厚比 (晶片的长度与厚度的比值 )、宽厚比 (晶片的宽度与厚度的比值 )之间的关系 ,并与实际生产中所采用的数据进行对比 ,符合得十分好 最后以计算结果为指导 ,举例了一种 4MHz谐振器的分析设计     

高斯光束在粗糙圆柱表面散射的Kirchhoff解

采用物理光学边界近似,分析了高斯光束在随机粗糙分布的圆柱形物体表面的散射,同时给出了一次散射的远场积分表达式,并就高斯光束呈水平偏振光状态,垂直入射于圆柱导体表面时,位于入射面内的散射截面的角分布作了进一步的讨论.给出了包含有粗糙表面统计参数的散射截面的表达式.     

石英管参数对基于液体过滤分频光热光电系统光学性能的影响

为了提高基于液体过滤分频光热光电系统的效率及能源品位,以光热单元中石英管为主要研究对象,使用蒙特卡洛法对系统的光学性能进行模拟,重点研究石英管几何参数对透光效率及接收面光斑均匀性的影响。结果表明,较方形石英管工况,圆形石英管工况中接收面上的光斑更均匀,透光效率更高;随管径的增大,圆形石英管透光效率降低,光斑均匀性无明显变化;在石英管内外壁面之间设置真空层,可增加石英管的保温效果,但系统的透光效率显著降低。