艾里光束的實驗產生及特性研究.pdf

1、艾里光束是一種無衍射光束，相比于其它無衍射光束還有更具前景的自恢復和自彎曲性。將艾里光束的無衍射和自恢復性應用于無線激光通信系統(tǒng)中，能夠很好的抑制大氣湍流的干擾，因此實驗產生艾里光束并分析其三大特性具有很重要的意義。本文的主要工作如下：
　　1.通過公式推導和函數曲線圖對比介紹了無限能量艾里函數和有限能量艾里函數的基本理論及特性。利用仿真圖對艾里光束的自彎曲、自恢復和無衍射性進行了描述，并分析了衰減因子α和橫向尺度χ0對其影響，最

2、后分析了艾里光束的光斑遮擋區(qū)域大小對其自恢復的影響。
　　2.介紹了艾里變換理論，通過公式推導說明了艾里變換等價于光學4?系統(tǒng)，并推導了高斯光束經過加載有立方相位膜片的光學4?系統(tǒng)進行艾里變換的衍射過程，最后在實驗上將高斯光束作為入射光源通過光學4?系統(tǒng)產生艾里光束。
　　3.對比分析了Danmman光柵和相位全息圖這兩種方式產生陣列艾里光束的原理及優(yōu)缺點。通過總結這兩種方法，本文利用多個二維艾里光束的立方相位膜片進行有序的

3、結合，合成了可以產生自聚焦陣列二維艾里光束的多相位膜片。
　　結果表明：艾里光束的無衍射傳播距離、自恢復痊愈距離隨著衰減因子α的增大而減小，而衰減因子α對自彎曲沒有任何影響；無衍射傳播距離、自彎曲的偏移量、自恢復疫愈距離都隨著橫向尺度χ0的增大而增大。通過實驗驗證了艾里光束具有近似無衍射性、自彎曲及自恢復性?；诙嘞辔荒てa生了陣列二維艾里光束，通過改變相位使每個光束的主瓣偏移方向都指向陣列中心，所以使得陣列二維艾里光束具有自聚焦