光束质量因子的研究

应用标量光场的角谱表示,推导了具有轴对称性的傍轴、非傍轴标量光束的光强二阶矩的传输规律。在此基础上,给出了光束的束腰半径、远场发散角及光束质量因子M2。对傍轴标量光束,证明了光束质量因子M2≥1;对非傍轴标量光束,指出当光束束腰半径很小时,其光束质量因子M2可以小于1,并随光束的束腰半径Wmin趋于零而趋向于零。     

标量高斯光束的能量传输

应用标量光场的能流密度矢量 J的定义 ,计算了高斯光束在自由空间传播时 ,其光束传输轴横截面上的光强、光斑区域的能流及总能量 ,并与传统光强定义的相关结果进行了比较。计算结果表明 ,对基模高斯光束 ,仅当 kω0 1(ω0 λ)时 ,传统光强的定义才近似成立 ,否则必须采用光强的精确定义。进一步指出了高斯光束作为波动方程傍轴近似解的条件。     

厄米-高斯光束经F-P干涉仪反射和透射的多光束干涉极值的特性

计算了厄米－高斯光束经Ｆ－Ｐ干涉仪反射和透射的多光束干涉光强值,给出了反射和透射的多光束干涉极大的条件．编程计算了上述反射和透射多光束干涉极大值依赖于基模束腰半径变化的关系曲线,通过比较发现,在多光束干涉极大条件下,基模（或低阶模）的反射和透射大于高阶模．这一研究结果,提供了一种在激光器中选择横模的新方法     

高斯光束的透镜变换在动态高温校准系统巾的应用

基于基模高斯光束衍射倍率因子M2近似为1这一条件,利用几何光学成像原理来模拟基模高斯光束通过透镜的成像规律,给出了一种计算透镜像方光轴上不同点处高斯光束光斑半径的简便方法。该方法通过选取合适的物距lc,高斯光束的衍射倍率因子M2近似为1,激光束经透镜聚焦与普通平行光束的聚焦过程相似,符合几何光学成像原理。通过几何光学方法和ABCD定理推导出了高斯光束光斑半径表达式,并进行数值计算,利用MATLAB软件对数值进行拟合。拟合结果表明;此方法计算出的光斑半径符合较好,满足瞬态高温测量中探测器光敏面对激光光斑尺寸的要求。     

高斯光束对三维共焦扫描成像的影响

应用传递函数方法研究了高斯光束对三维共焦扫描成像的影响．计算与分析表明，光束的束腰半径越小，三维成像时横向和轴向的截尾空间频率都减小。成像品质下降，分辨率降低．当束腰半径2倍于光瞳半径以上时，成像质量几乎不受高斯光束的影响．焦平面上的二维传递函数的分析和计算也有相类似的结果。     

萨那芒特棱镜对不同束腰半径的单模高斯光束的影响

根据光在萨那芒特棱镜胶合介质层中的干涉效应,分析了萨那忙特棱镜对不同束腰半径单模高斯光束光强分布的影响;结果表明:对于某一波长的入射光,束腰半径越小,光强分布受棱镜的影响越明显,并且随着束腰半径的减小,高斯光束的形状也会发生变化.比较而言棱镜对透射o光的影响要大于e光,但从总体上看,当单模高斯光束束腰半径在(0.01 mm-1 mm)范围内取值时,棱镜无论对o光还是对e光光强的影响均小于1%,所以在要求不特别严格的应用中,可以忽略萨那忙特棱镜对单模高斯光束光强分布的影响.     

非傍轴标量衍射理论的比较研究

当光束束腰(或衍射孔孔径)可与波长相比拟或光束具有较大的发散角时,傍轴近似不再成立。以高斯光束的微小圆孔衍射为例,在非傍轴条件下,对衍射场的级数解、非傍轴近似解以及精确解进行了详细的数值计算和比较研究。结果表明,高斯光束经圆孔衍射的级数解、非傍轴近似解的有效性与高斯光束的束腰半径、衍射孔孔径和传播距离有关,并具有一定的互补性。     

厄米—高斯光束经F—P干涉仪反射和透射的多光束干涉？…

计算了厄米－高斯光束经Ｆ－Ｐ干涉仪反射和透射的多光束干涉光强值,给出了反射和透射的多光束干涉极大的条件,编程计算了上述反射和透射多光束干涉极大值依赖于基模束膜半径变化的关系曲线,通过比较发现,在多光束干涉极大条件,基模（或低阶模）的反射和般射大于高阶模,这一研究结果,提供了一种在激光器中选择模横的新方法。     

空气隙偏光镜对不同束腰半径的单模高斯光束影响的分析

根据光在格兰-泰勒棱镜和格兰-傅科棱镜空气隙胶合层中的干涉效应,分析了空气隙偏光镜对不同束腰半径的单模高斯光束光强分布的影响．结果表明：对于某-波长的入射光,束腰半径越小,光强分布受偏光镜的影响越明显;另外,随着束腰半径的减小,高斯光束的形状也会发生变化．比较而言,格兰-泰勒棱镜产生的影响要小于格兰-傅科棱镜,这说明前者的综合性能优于后者．     

构建一个矢量场高斯光束的尝试

文章提出一个横向激化的矢量场的高斯光束,它在一一条件下,满足时谐电磁波传输的Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ方程,它严格满足片面是场量的无源场条件;它的模｜Ｅ｜,而不是它的任意直角分量Ｅｉ,有高斯光束标量场解的完全相同数学形式,模也是归一化的,从而具有高斯光束标量场解的特征;这样一个民标量场解一样,都是Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ方程的近似解。与标量场比较,它含有激化形式的信息,在必须涉及激化的研究或应用领域,有一定意义     

基于波束级数展开的粒子椭圆高斯波束散射特性

基于矢量波函数之间的正交性等,得出了任意电磁波束的零阶场和x,y,z一阶场等粒子散射场的表达式,给出了各阶入射场展开系数与散射场展开系数的通用关系,以椭圆高斯波束为例,研究了椭圆高斯波束中粒子的散射特性,通过仿真分析了波束腰宽、照射距离等对散射特性的影响,验证了本文算法的有效性;研究表明:波束腰宽可以改善粒子的识别性能,波束中的粒子具有较强的前向后向散射特性.方法简单,为研究电磁波束的粒子散射特性探索了新的途径.     

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。     

另类非傍轴TM高斯光束的传输解

当激光束的横向光斑尺寸是波长量级甚至是亚波长量级时,傍轴近似失效,必须采用非傍轴描述.高斯光束作为球面激光腔的横基模,迄今为止已提出很多方法来描述非傍轴条件下的高斯光束.赫兹矢量呈高斯分布的另类非傍轴TM高斯光束,是麦克斯韦方程组的高斯波解,是共焦腔和半共焦腔的本征值.为了进一步分析其传输特性和指导应用,在近场将另类非傍轴TM高斯光束的积分解表示成f的幂级数形式的级数解,并退化到傍轴条件给出了傍轴解.所给出的级数传输解对传输距离和初始高斯半宽度有一定的适用范围.在远场利用静止位相法给出了解析的光场,同时对另类非傍轴TM高斯光束的源分布和传输强度分布作了计算和分析,显示了其与一般非傍轴高斯光束的差异.     

用傅立叶级数展开法研究受光阑限制的超高斯光束的传输特性

用傅立叶级数展开法研究了超高斯光束通过受高斯光阑限制的近轴ABCD光学系统的传输特性，导出了高斯光阑情况下近似解析传输公式，并给出了数值例。研究表明：用Collins公式直接数值积分作者推出的近似解析公式的结果在误差范围内一致。     

硬边光阑的复高斯函数展开及在高斯光束中的应用

将硬边光阑门函数展开成复高斯函数后，利用高斯光阑和薄透镜的ABCD矩阵形式，推导出了高斯光束通过内含硬边光阑的近轴ABCD光学系统传输的解析表达式，说明了展开式的物理含义．通过二组复高斯函数展开系数与直接对Collins公式数值积分结果进行比较，说明所得的解析结果和新数据的优点．     

光阑与透镜间距对聚焦高斯光束的影响

讨论高斯光束经过光阑,被一透镜聚焦后的轴上点光场分布,以及光阑和透镜的间距对最佳聚焦点的影响.理论计算结果表明,聚焦光场的光强分布与光阑和透镜之间的间距密切相关.     

石英波片用于高斯光束中的特性分析

考虑到高斯光束本身的强度分布特性和高斯光束经过薄片的多次相干效应,本文给出了高斯光束经过石英波片后两光束的透射比,并就这一效应对波片性能的影响进行了研究.     

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。     

一种改进的高斯波束解

得出了高斯波束场的改进型表达式及其平面波谱展开,发现波束的等效传播常数ke不等于波动方程中的传播常数k,但随着传播距离的增加,等效传播常数迅速地接近于k,从工程应用的角度给出了等效传播常数的取值范围,表明文献结果是本文结果的一个特例 仿真发现高斯波束在近区传播时,其强度剧烈地随空间变化,传播波数对能量有显著的影响.     

双透镜聚焦系统对高斯激光束的聚焦

该文利用高斯光束q(z)参量推导出了反远距双透镜聚焦系统对高斯光束聚焦光斑的精确计算公式．用反远距双透镜聚焦系统能获得um级甚至更小的聚焦光斑,同时系统可以获得比别的其它聚焦系统较长的工作距离．