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光束聚焦中的焦开关现象研究

光束聚焦是强激光技术领域中令人感兴趣的课题之一。已有大量文献对光束的聚焦特性进行了详细的研究。其中,由WOLF和LI提出的焦移概念是对经典理论的重要修正。有研究表明,当激光通过某种光学系统后,伴随着焦移,焦点位置会出现突然跃变,这一新现象被称为焦开关。显然,焦开关的存在使得实际聚焦工作更为复杂,同时更具实际意义。有关焦开关的研究工作,国内外有过一些报道,普遍认为:该现象的产生与衍射有关,且大多仅基于对理想光束及理想光学系统的研究,而实际工作中,由于各种非完善性存在,光束及光学系统或多或少都存在像差等因素。光束聚焦特性的进一步研究对激光束的应用和光学系统的设计有着极大的实际意义。本文在已有理论的基础上,对焦开关的特性及产生环境作了进一步的研究,主要工作包括:1、利用复高斯函数展开法,研究了拉盖尔-高斯(LG)光束通过光阑-透镜分离的光学系统后的焦开关现象。首次提出,由于光阑的出现,焦开关出现存在一必要条件:截断参数δ在δ_(c.m  (本文共56页) 本文目录 | 阅读全文>>

长沙理工大学
长沙理工大学

宽带厄米—高斯光束的聚焦特性研究

激光束的传输特性一直是大型激光系统研制所关注的主要问题之一,也是交通信息工程及控制和光纤通信的主要问题。新的激光物理问题和激光传输是世界性的热点研究内容,也是国家高技术发展计划激光惯性约束聚变主题和激光技术主题的进一步发展所涉及到的关键课题。在以往激光光束的聚焦特性研究中,常常讨论的都是单色光中光学参数对激光束聚焦特性的影响,本文主要研究宽带厄米—高斯光束通过光学系统后带宽对其聚焦特性的影响,主要研究内容为以下三个部分:(1)基于衍射理论推导了空间分布模式为厄米,高斯模式的宽频带激光通过光阑色散透镜系统的传输公式,编写了基于mathematica的计算软件,通过数值模拟研究了 TEM11模和TEM22模厄米高斯光束由带宽引起的焦移现象,结果表明随着带宽的增大,TEM11模和TEM22模厄米高斯光束的焦移量绝对值也随之增加并表现为负焦移。(2)计算分析了 TEM22模宽带厄米-高斯光束在光阑色散透镜系统中传输时产生的焦开关现象,发...  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>

四川大学
四川大学

一类新型平顶光束的传输特性研究

激光束的描述、光束传输变换和光束质量控制一直是激光科学技术和激光光学中的重要理论研究工作。国内外的研究工作表明,M~2因子是一个很重要的光束参数,可用来描述光束的传输行为,在某些应用中还可作为判断光束质量优劣的参数之一,具有重要的应用价值。另外,由于高增益、自发辐射等因素,高功率激光器输出的激光通常具有复杂的多模结构,并具有部分相干性,因而研究激光的相干模分解理论具有重要的理论意义和实用价值。在强激光的许多实际应用中,例如,激光材料加工和惯性约束聚变中,常要求空间均匀分布的平顶光束,因此,研究平顶分布光束的传输变换特性具有重要意义。本论文针对强激光技术中应用较为广泛的平顶光束,对其传输变换特性、光束传输M~2因子以及相干模分解理论进行了研究,主要工作包括:1 基于广义强度二阶矩方法,推导出了非截断和截断平顶光束在直角坐标系和柱坐标系下的广义M~2因子解析表达式,利用数值计算,对影响平顶光束广义M~2因子的因素作了讨论。2 建立了...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

四川大学
四川大学

光束描述、传输变换和光谱特性研究

光束描述和分类是一个涉及范围相当广泛的研究论题,不仅有基础理论研究意义,而且有重要实际应用价值。实际的激光束,常常是非常复杂的,不可能用一个简单的数学—物理模型来统一和完整地描述,不可能用一个简单的参数来评价它的物理特性,也不可能用一个简单的公式来表征它的传输变换规律,只能根据研究对象和应用目的进行合理的近似和简化。研究表明,有扭曲的各向异性高斯—谢尔模型光束是描述激光束的一个较好的数学物理模型,因此对其传输特性及光谱变化等问题的研究也是十分有意义的论题。在实际工作中有时更希望得到形式简单或者具有对称性的光束,因此如何将一般光束对角化为无扭曲的简单像散光束或者对称化为有扭曲的无像散光束在理论上和实验上都是值得详细研究的论题。对激光光学中一个十分有意义的研究论题,即激光束的描述和分类进行了讨论。综述了激光束分类的现状。基于二阶矩方法和维格纳分布函数,激光束可以按照其空间对称性分为无像散光束,简单像散光束和复杂像散光束。另一方面按空...  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

《强激光与粒子束》2020年01期
强激光与粒子束

高功率激光装置光束精密调控性能研究进展

光束精密调控是惯性约束聚变(ICF)研究对激光驱动器的基本需求,它是一项装置层面的系统工...  (本文共14页) 阅读全文>>

《物理学报》2020年07期
物理学报

束匀滑光束偏折现象的模拟

达到高能量密度物理状态后,光束在介质中的传播行为与经典光学研究范畴相比,会出现一些新现象.比如在各向同性介质内可出现光束传播方向改变的现象.另一方面,高能量密度物理实验中由高功率...  (本文共8页) 阅读全文>>

《光电工程》2020年03期
光电工程

基于机器学习的轨道角动量光束模式探测技术研究进展

轨道角动量(OAM)复用和编码技术可有效提高光通信系统信道容量。近些年研究者提出将机器学习(ML)技术用于OAM模式探测以提高OAM光通信系统性能。本文对基于机器学习的OAM模式探测...  (本文共15页) 阅读全文>>