基于光強(qiáng)傳輸方程的貝塞爾光波前檢測.pdf

1、貝塞爾光作為一種典型的無衍射光，在激光加工、微粒操控、顯微成像等領(lǐng)域都有著重要應(yīng)用。軸錐鏡法生成貝塞爾光具有光路簡單、能量轉(zhuǎn)換高效的特點(diǎn)，但軸錐鏡的加工誤差等因素會(huì)影響貝塞爾光的光強(qiáng)分布及無衍射特性，進(jìn)而影響光束的應(yīng)用，因此貝塞爾光的波前檢測及補(bǔ)償是非常必要的。光強(qiáng)傳輸方程(TIE)法作為一種波前檢測手段，只需通過兩幅不同傳播距離上的光強(qiáng)圖像就可以快速精確的解算出相位。文章提出了一種利用光強(qiáng)傳輸方程法對貝塞爾光進(jìn)行相位檢測的新思路，同時(shí)

2、在此基礎(chǔ)上建立了像差與有效無衍射距離（由于貝塞爾光的應(yīng)用集中在其中心主瓣，定義中心主瓣大于零的貝塞爾光傳輸距離為有效無衍射距離）之間的關(guān)系，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論的正確性。主要研究內(nèi)容有:
　　利用基爾霍夫衍射理論及Virtuallab軟件，理論研究并仿真了入射光的相位、軸錐鏡的裝調(diào)誤差及加工誤差對不同傳輸距離上貝塞爾光強(qiáng)度分布的影響。仿真證明TIE算法相比于Gerchberg-Saxton(G-S)算法在數(shù)據(jù)處理速度及相位恢復(fù)精度

3、上的優(yōu)勢，并且分析了光強(qiáng)圖像間距及噪聲對TIE算法相位恢復(fù)精度的影響。針對TIE算法中的噪聲問題，研究了Savitzky-Golay濾波器去噪的相關(guān)理論。
　　基于TIE算法復(fù)原得到貝塞爾光束的相位與SID4波前探測器的測量結(jié)果吻合良好。給出了軸錐鏡存在裝調(diào)誤差及加工誤差時(shí)貝塞爾光的相位恢復(fù)情況，在此基礎(chǔ)上總結(jié)了貝塞爾光的像差與有效無衍射距離之間的關(guān)系。通過測量貝塞爾光束的有效無衍射距離，得到zeff=160mm，與zeff≤20