光束的傳輸和聚焦特性.pdf

1、具有高方向性、高相干性和高亮度的激光的廣泛應(yīng)用使得光束的傳輸成為研究的熱點(diǎn)。目前，完全相干光束的傳輸已經(jīng)得到了廣泛的研究。近年來(lái)，許多研究者對(duì)部分相干光束的傳輸產(chǎn)生了濃厚的興趣。這是因?yàn)樵谀承?shí)際應(yīng)用中，部分相干光比完全相干光更優(yōu)越。例如，在大氣中傳輸時(shí)，部分相干光所受大氣擾動(dòng)的影響要比完全相干光小得多；并且部分相干光束具有光強(qiáng)比較均勻，對(duì)散斑靈敏度低等優(yōu)點(diǎn)而被應(yīng)用于激光核聚變等領(lǐng)域。正因?yàn)槿绱?，?duì)部分相干光束及其傳輸?shù)难芯烤哂兄匾饬x

2、。 最近，部分相干光在湍流大氣中的傳輸成為了一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。本文首次從理論上研究了矢量光束在湍流大氣中傳輸?shù)钠窈凸庾V特性。這些研究對(duì)自由空間中的光通訊以及高功率激光光束在大氣中的傳輸?shù)染哂兄匾膶?shí)際應(yīng)用意義。另外，光束的聚焦也是十分引人注目的課題。對(duì)光束聚焦是提高功率密度，減小光斑半徑的有效措施，這在諸如激光加工、激光醫(yī)學(xué)和激光核聚變等領(lǐng)域，均具有重大的應(yīng)用價(jià)值。因此，對(duì)部分相干光束的聚焦的研究變得十分重要。 本論文

3、對(duì)部分相干電磁光束在湍流介質(zhì)中的傳輸特性和光束的聚焦進(jìn)行了詳細(xì)的研究，主要工作包括： 1.從推廣的惠更斯－菲涅爾原理出發(fā)，推導(dǎo)了部分相干電磁光束的偏振態(tài)在湍流介質(zhì)中傳輸?shù)谋磉_(dá)式。并以電磁高斯－謝爾模型(EGSM，Electromagnetic Gaussian Schell model)光束為例，研究了湍流對(duì)電磁高斯－謝爾模型光束偏振態(tài)的影響。 2.從推廣的惠更斯－菲涅爾原理出發(fā)，得到了在湍流介質(zhì)中傳輸?shù)牟糠窒喔呻姶殴馐?/p>

4、的光譜表達(dá)式，并以電磁高斯－謝爾模型(EGSM，Electromagnetic Gaussian Schell model)光束為例，研究了湍流對(duì)電磁高斯－謝爾模型光束光譜的影響。 3.從理論上研究了部分相干電磁光束被透鏡聚焦后，其焦點(diǎn)附近軸上點(diǎn)的光強(qiáng)分布。定義了聚焦部分相干電磁光束的等效菲涅耳數(shù)，得到了計(jì)算相對(duì)焦移的簡(jiǎn)單解析式，即可以表示成等效菲涅耳數(shù)的簡(jiǎn)單函數(shù)，且由等效菲涅耳數(shù)唯一決定。同時(shí)，還將這種方法與基于Collins