基于Lagrangian Gaussian光束的数值方法

给出一种二维非均匀介质波场计算的渐近方法, 该方法基于Lagrangian Gaussian光束(简称LGB)系统的波场数值模拟, 利用任何一个非均匀介质的光束都是独立连续的, 完整的波场即为由所有这些Guassian光束叠加得到的原则构造数值方法, 并用数值结果验证了该方法的有效性.     

利用Mach-Zehnder点衍射干涉仪的激光复振幅实时重建方法

在充分利用Mach-Zehnder自参考干涉系统无需设置专门参考光优点的基础上,提出一种激光复振幅实时重建方法.在参考臂和测试臂上分别设置放大倍率为s且互为倒置的望远镜系统,使得经针孔滤波、准直后的参考光被放大s²倍形成波前与振幅(或强度)皆近似于一个平面的理想参考光.研究表明:利用傅里叶分析法从干涉图中便可直接重建待测激光复振幅分布,具有结构简单和测量快速的优点.基于该系统分别对静态和动态输出光场进行复振幅重建实验,并由此求得相应的M²因子,从而验证该方法在复杂光场光束质量实时检测的可行性.     

产生长距离Mathieu光束的方法

设计一套提高Mathieu光束无衍射距离的光学系统,并进行数值模拟.根据传统的方法,利用轴棱锥聚焦椭圆高斯振幅调制的平面波产生Mathieu光束;同时,基于凹透镜对光束的发散特性,将其放置在轴棱锥的前方,使Mathieu光束的无衍射距离得到提高.使用Mathcad软件进行模拟,并将新系统与传统方法对比.结果表明:利用凹透镜系统,可以得到无衍射距离大、质量较高的Mathieu光束.     

矩阵表示法在贝塞尔-高斯光束通过多光阑复杂光学系统传输中的应用

用矩阵表示法研究了贝塞尔-高斯光束通过多光阑复杂光学系统的传输,给出了用矩阵表示的传输公式,以光阑-透镜系统为例进行数值计算,计算结果与直接由Collins公式积分所得结果一致,矩阵表示法在菲涅尔区和夫朗和费区都达到了足够的精度,并节约了大量机时.     

高斯光束中心处电场的振幅与光束功率及其强度分布的关系

从Fraunhoffer approximation出发,运用电动力学知识,结合高斯光束中心处振幅分布图及振幅与强度的关系图,分析了高斯光束中心处电场的振幅与光束功率及强度分布的关系,对研究高斯光束中心特性作了进一步的提高.     

无衍射J_0光束最大准直距离的研究

本文主要从惠更斯-菲涅尔衍射积分出发推导了无衍射光束的轴上光强和最大准直距离的计算公式,测量了平行光通过轴棱锥后产生的不同传输距离的无衍射光束的光强情况,讨论了不同的棱角的轴棱锥、不同的光阑半径对最大准直距离的影响情况。实验结果显示,当激光光束经过轴棱锥转换后在最大准直距离范围内光强分布近似为贝塞尔分布,符合无衍射光束的特性,由衍射积分理论的数值模拟和几何光学近似得到的无衍射光束的最大准直距离以及棱角与光阑半径对最大准直距离的影响和实验结果基本吻合。     

厄米高斯光束在带硬边光阑分数傅里叶变换光学系统中的传输

基于硬边光阑可以展开为复高斯函数的有限级数和,得到厄来高斯光束通过带硬边光阑分数傅里叶变换光擘系统后在输出面上的先场分布的近似解析表达式,讨论了光束参数对光束传输的影响,并用Mathematica软件绘出了光强分布图,通过与直接从衍射积分得到的光场分布的结果做数值计算比较,可以看出此方法可以显著提高计算效率.     

部分相干涡旋光束在湍流大气中的相干性

根据广义的惠更斯-菲涅耳原理,得到了部分相干涡旋光束在湍流大气中传输时光谱相干性的理论表达式,然后详细研究了光束在湍流介质中传输时相干性的变化规律。研究表明,部分相干涡旋光束通过湍流介质后,光束的相干性主要受到湍流扰动强弱和光束所带的拓扑电荷数多少的影响,而与光源本身的相干性无关。光源所带的拓扑电荷数越多,光束的相干性越差;湍流扰动越强,光束的相干性越好。     

高阶贝塞尔-高斯光束的自重建特性

由汉克尔波理论分析了贝塞尔（Bessel）光束的形成原理,很好地解释了零阶和高阶Bessel光束的自重建特性.利用衍射积分理论和柯林斯公式条件下的传输模型数值模拟了一阶贝塞尔-高斯（Bessel-Gauss）光束经过轴上圆形障碍物后的光强分布特性.结果表明,高阶Bessel-Gauss光束也具有零阶Bessel光束类似的自重建特性.实验上采用轴棱锥聚焦涡旋光束获得一阶Bessel-Gauss光束,然后通过轴上圆形障碍物、轴上和离轴正方形障碍物,验证了高阶Bessel-Gauss光束的自重建特性.理论模拟和实验结果相吻合.     

行业运行

上海光光电电子实验站预计2013年建成我国建造的最大科学工程之一,上海光源后续建设计划近日对外公布。这座形如万人体育馆的光源,从一个周长400多米的"大光环"中同时发出各种波段的不可见光。一期工程已围绕"光环"建成7条光束线和实验站,二期工程