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.     

保幅炮域高斯波束偏移

推导基于高斯波束表示的波场反向延拓公式,并结合反褶积成像条件得到保幅的二维炮域高斯波束偏移公式。在高斯波束偏移方法的实现过程中,须通过最速下降法将偏移公式中的二维复值积分简化为一维以提高计算效率。给出炮域高斯波束偏移的具体计算流程。最后,分别对水平层状模型和Marmousi模型进行试算。模型试算结果验证了所提偏移方法的正确性和有效性。     

水中离轴球形粒子对高斯波束的声散射

将入射高斯波束用球函数展开,采用有限项级数展开的方法计算了高斯波束的波束因子,并根据声波散射理论,推导出球形粒子在偏离高斯声波轴线时散射波形函数的解析表达式,研究了高斯波束的波束宽度、离轴的距离等参数对声散射特性的影响.通过数值仿真,给出了刚性球形粒子在高斯波束作用下的散射声场的空间分布.仿真结果表明:随着波束宽度的增加,散射波形函数的幅度逐渐增大,当波束宽度为20倍的波长时,其散射波形函数曲线和平面波的完全吻合;随着粒子离轴距离和角度的增大,散射波形函数的幅度逐渐减小.该研究为利用聚焦波束实现粒子操控提供了理论依据.     

远场高斯平面波折射时光斑演化特性的研究

讨论了高斯光束的远场行为,给出了传播方向为任意方向、等相面为平面、幅度呈高斯分布的高斯平面波的一般表达式.分析了高斯平面波在介质分界面处的反射与折射现象:其波矢满足均匀平面波的折射反射定律,振幅最大值满足均匀平面波的菲涅尔公式.但光斑将发生演化,由圆形演化为椭圆,椭圆光斑的长短轴取决于入射介质和折射介质的折射率之比.最后给出了入射光的场强同时包含垂直入射面分量和平行入射面分量时反射波与折射波的一般表达式.     

一种改进的RVSSLMS波束赋形算法

作为智能天线的关键技术之一,波束赋形算法引起了众多学者的广泛关注。为克服目前RVSSLMS算法比较简便,易于实现,但收敛速度较慢;RLS算法收敛速度较快,但其运算量大的问题,根据移动通信系统中波束赋形算法必须具有较快的响应速度和收敛速度的要求,对RVSSLMS算法进行了改进;结合RLS算法和RVSSLMS算法的优点,在开始迭代前的25次用RLS算法求加权系数W(k),再使RVSSLMS算法用RLS算法求出的加权系数W(k)作为初始值进行迭代求解,使其在保持原有运算量小的特点的同时,具有更快的收敛速度。用Matlab仿真对改进方法的有效性进行了验证,仿真结果表明:RLS-RVSSLMS算法既具有RLS算法收敛速度快的特点,同时保持了RVSSLMS算法计算量小的特点。     

激光高斯光束表达式的一种导出方法

给出了从波动方程导出高斯光束表达式的一种方法,推导结果与谐振腔衍射积分理论的结果一致,同时也证明了高斯光束和均匀平面波、球面波一样,也是波动方程的一个解.推导过程丰富了教学内容,开阔了学生思路,加深了对高斯光束的理解,产生良好的教学效果.     

一种改进的各向异性高斯滤波算法

为了抑制更好的抑制噪声保留边缘信息,提出了一种各向异性高斯滤波的改进方法,该方法先用中值滤波去除椒盐噪声,再利用灰度共生矩阵的惯性矩特征值调整滤波器的长轴尺度,实现各向异性高斯滤波.实验证明,本文所提出的改进方法,在噪声抑制和边缘保持方面优于各向异性高斯滤波器.     

聚集高斯波束稳态热晕效应的解析解

在几何光学近似下,利用Helmholze方程,推导了小扰动情况下热晕效应的一般性解析表达式,在近场情况下,得出了聚焦高斯波束稳态热晕效应的解析表达式,并取不同畸变参数进行了计算,结果表明,热畸变参数越大,热晕效应越强。     

任意入射高斯波束对偏心球微粒辐射俘获力的理论分析

基于偏心球微粒对任意入射波束的散射以及离轴入射高斯波束对偏心球微粒辐射俘获力的理论研究,对高斯波束任意入射时的辐射俘获力进行了精确地计算与分析.给出了任意入射时偏心球微粒的辐射俘获力的理论表达式.理论退化到双层球微粒并与已有的理论结果进行对比,吻合很好.分析了辐射俘获力随内核半径、球心间距离、入射角度的变化关系;考虑波...     

解线性方程组改进的高斯- 塞德尔方法的比较

给出了改进的高斯-塞德尔(GS)方法的一些理论分析.首先,当系数矩阵是弱不可约的,给出了改进的GS方法和GS方法之间的一些比较结果,从而推广了最新的结果.其次,改进了一些作者的关于预处理后的GS方法的一个结果.     

高斯波在媒质界面上的反射和折射

应用平面波谱分析法和菲涅耳公式，导出了高斯型电磁波入射到一平面媒质界面后反射波和折射波的积分公式，在傍轴近似下得到了反射波和折射波的近似解析解。从结果中可以看出，当入射高斯波是圆型高斯波时，反射波和折射波一般是椭圆型高斯波。     

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。     

矩形波导管均匀高斯光束的初步理论研究

波导管均匀光束能量分布是一种经济实用、方便可行的方法,在激光LIGA(德文缩写:深度X射线光刻、电铸成模、微塑铸)、激光微成型等新兴领域有着重要的应用,然而关于波导管均匀准分子、固体激光光斑能量分布的理论研究还没有成熟可靠的方法.本文提出了一种基于经典光线传播的均匀光斑能量的简单模型,探讨了一维高斯光束经矩形波导管后的能量分布均匀性问题,得到了波导管均匀光斑能量的表达式,阐明了经矩形波导管后光斑横截面能量分布与透镜、波导管尺寸以及输出截面的关系,为实验中波导管的加工、实验设计提供了理论依据和指导.     

空间光通信中高斯光束传输闪烁指数测量系统

基于ARM9嵌入式MCU设计并制作了闪烁参数测量系统,利用该系统对激光在实际湍流中的闪烁指数进行实验测量.在实际测量中,证明该系统能实时地测量激光在湍流大气中传输的闪烁指数.实验结果表明:当高斯光束在湍流大气中的传输距离越大,其闪烁指数越大;在相同位置处,高斯光束的闪烁指数随着湍流强度的增加而增大.     

用OpenGL模拟基横模高斯光束光强分布

利用OpenGL技术模拟了基横模高斯光束截面光强分布的方法及相关实现方法。采用三角形图元带构建三维模型,并利用虚拟球实现了三维模型的旋转,直观地显示出光束截面光强分布的三维模型,最后讨论了其在测量领域的应用前景。     

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．     

高斯光束的圆孔夫琅禾费衍射

利用菲涅耳-基耳霍夫衍射原理对高斯光束通过有限圆孔的夫琅禾费衍射进行了详细的理论分析,给出了高斯光束在的夫琅禾费衍射区的光场分布,并与平面波的的圆孔夫琅禾费衍射进行了粗略的比较。     

高斯光束在β-BaB2O4晶体中的传播

高斯光速是赫姆霍兹方程在缓变振幅近似(SVA)下的一个特解,能很好地描述激光光束的性质.本文使用高斯光束的复参数表示和ABCD定律研究了高斯光束BBO晶体中的传输变换规律,为进一步掌握高斯光束在晶体非线性效应下的变换规律打下了良好的基础.     

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．     

平顶方波和高斯光束倍频转换效率的分析

对平顶方波在CLBO晶体上的Ⅰ类及Ⅱ类相位匹配条件下的倍频光束转换效率，进行了理论模拟计算，给出了影响谐波转换效率的各种因素；并将其与高斯光束的谐波转换效率进行了比较，得出在相同条件下，平顶方小的倍频转换效率大于高斯光束。