半导体激光器激光光束的研究

分析了半导体激光器的特征,从激光束的半宽度和激光光束发散角两个方面分析了高斯光束的结构特性,研究了激光束通过薄透镜的变换规律,求出会聚后高斯光束腰的宽度和位置,根据束腰位置与焦距的大小关系讨论了高斯光束的聚焦问题.研究了利用柱面透镜对激光光束的准直整形实验原理及实验装置、方法,在此基础之上讨论了激光光束发散角的测量方法.     

像散分数傅里叶系统对部分相干光束偏振特性的影响

分数阶傅里叶变换是分析光学谐振腔的有力工具,分数阶数和像散系数的选取决定了谐振腔的尺寸,影响激光光束的偏振、远场发射角和可聚焦功率等.本文以部分相干电磁高斯-谢尔模型光束为研究对象,根据柯林斯公式推导出电磁高斯-谢尔模型光束通过含像散透镜分数傅里叶变换系统的偏振度、椭圆方位角和椭圆度的表达式,数值仿真分析了通过像散分数傅里叶变换系统输出面上的偏振度、椭圆方位角和椭圆度分布情况.仿真结果表明,光束通过含像散透镜分数傅里叶变换系统后,像散系数越大,轴上点的偏振特性变化越快;像散使非焦平面上的偏振特性由圆对称分布变为椭圆对称分布,不改变焦平面的分布形状.本文的研究结果对不同偏振特性要求下分数傅里叶变换阶数和像散系数的选取具有一定的参考价值,对光学谐振腔的设计具有重要的指导意义.     

小口径光束准直性的实时检测

对普通平行平板剪切干涉在结构上进行了改进, 将傅立叶光学空间频率合成原理应用于横向剪切干涉对光束的准直性进行检测. 普通剪切干涉方法通常是根据干涉条纹密度判断光束, 本文通过条纹倾斜状况判断光束; 实验数据处理应用计算机对采集到的图像进行Radon变换, 提高了对条纹倾斜的判断精度, 从而提高了判别光束口径的范围和精度.     

多光束测风激光雷达技术分析和比较

 多光束测风激光雷达是在假设探测的时间内气溶胶团的结构不发生变化的条件下,利用接收到的多光束气溶胶后向散射信号的强度,通过不同计算方法得到水平风速。这种系统具有设备简单、对硬件要求不高等优点。本文分析并比较了基于多光束雷达信号之间的相关性的多光束测风激光雷达和基于两个多波束激光雷达信号的傅里叶变换的比值的多光束测风激光雷达两种技术,后者具有可快速计算水平风速的优点。     

高斯光束的傅里叶变换

利用傅里叶变换的方法研究高斯光束经过圆孔衍射后的光场分布,基于光学衍射理论探究了高斯光束傅里叶变换的光学实现,得出高斯光束的准确的傅里叶变换可通过圆孔夫琅禾费衍射的光学系统来实现,并通过计算机模拟实验验证了结论的正确性.     

单管半导体激光器快轴准直轴向误差分析

分别采用ZEM AX光学设计软件和高斯光束传输变换理论算法对单管半导体激光器快轴准直透镜轴向误差进行模拟计算分析。基于微透镜准直设备的单管快轴准直实验结果与两种方法得到的结果进行对比,分析得出高斯光束传输变换理论计算的曲线图更加接近实验结果。     

高斯光束的微圆孔衍射变换的计算及其仿真

由菲涅尔-基尔霍夫衍射公式得到高斯光束的微圆孔衍射的积分式,推导了该积分式的数值算法和解析算法,用Matlab软件进行了仿真实验研究高斯光束的微圆孔衍射变换,有助于激光束衍射实验及其测控理论与技术的研究.     

整数与分数阶涡旋光束相位奇点的稳定性分析

通过衍射积分理论对整数阶以及分数阶涡旋光束的相位奇点的稳定性进行了研究.对于任意整数阶涡旋光束,推导了其在传输中电场的解析表达式;对于分数阶涡旋光束,不能给出传输中电场的解析解,仅能解析计算中心点电场在传输中的值.理论证明和模拟计算表明整数阶涡旋光束的相位奇点具有稳定性,传输后涡旋的暗核能够得以维持,光强仍然具有中心对称性分布;分数阶涡旋光束不具备稳定性,传输后几何中心电场不再为零,且观测平面上的光强分布也不再具有中心对称的特点.实验分析表明整数阶涡旋光束更适合于自由空间光通信系统.     

高斯光束象散和场曲的计算（Ⅰ）

本文导出单折射球面对轴外高斯光束变换成像时，其子午和弧氏两正交平面内的物像变换方程，并给出相应的象散和场面的定义式。最后，经分析和计算表明，物空间一束入射的因高斯光束，经过单折射球面变换后，由于光束的对称性被破坏，其结果在象空间一般形成一束出射的象散高斯光束。     

逆向傅里叶变换激光测粒仪的光线计算模型

在光散射颗粒测量中,逆向傅里叶变换技术具有测量下限小和对透镜口径要求低等优点,其缺点是要求满足光束近轴和窄测量区条件.为了实现逆向傅里叶变换技术在在线中应用,提出了一种光线传输计算模型,即在不同的测量区厚度和光束张角情况下计算探测器上散射光信号分布,并与常规的傅里叶变换系统比较,研究测量区厚度和光束张角等因素对逆向傅里叶变换技术光散射信号的影响.数值计算表明,逆向傅里叶变换系统中的信号分布与测量区厚度、等效焦距和入射汇聚光束张角的选择密切相关.所提出的光线传输计算模型可为逆向傅里叶变换系统的在线测量应用提供理论依据.