有限能量Airy光束的空間相干性研究.pdf

1、激光理論研究的主要課題之一就是激光的相干性。激光光束的相干性也是評價激光光束質(zhì)量的重要指標之一，高相干性的激光束在全息、測量、斷層掃描、光刻及光通信等領域都擁有廣闊的應用前景。與此同時，Airy光束又是激光研究中非?；馃岬恼n題之一，其作為一種近似的無衍射光束被產(chǎn)生。有限能量Airy光束在自由空間傳輸時所具有的無衍射、自加速、自愈合三大特性使其在光學、測量與激光通信等應用領域占有十分重要的地位。本文正是基于以上兩點而對有限能量Airy光束

2、的空間相干特性進行了研究，主要工作如下：
　　第一、研究了產(chǎn)生有限能量Airy光束的源高斯光束(source Gaussian beam，SGB)、有限能量Airy光束(finite energy Airy beam，F(xiàn)EAB)及有限能量Airy光束的主瓣擬合出的高斯光束(Gaussian beam fitted by the main lobe of FEAB，F(xiàn)GB)這三類光束的空間相干性并作出了比較分析。研究結果表明：三類光

3、束的空間相干函數(shù)都是關于橫向坐標差值且與截取因子有關的高斯型函數(shù)，當截斷因子從0增大到1時，SGB的空間相干寬度變窄，空間相干性變差，而有限能量Airy光束的空間相干寬度展寬，空間相干性逐步變好；當衰減因子a0.5時，這兩種光束空間相干寬度相等。另外，F(xiàn)EAB的空間相干寬度會隨著截取因子的增大而增大直到非常接近 FGB的空間相干寬度但始終達不到，原因就在于FEAB的旁瓣對空間相干性起到了抑制作用。研究還發(fā)現(xiàn)用空間相干寬度來定義有限能量A

4、iry光束的束寬具有一定的優(yōu)越性。
　　第二、研究了具有非線性相位的有限能量 Airy光束的空間相干演化特性。研究結果表明：線性傳輸后的有限能量 Airy光束的空間相干函數(shù)不再是橫向坐標差值的高斯型函數(shù)而是與截取因子、自由空間傳輸距離及非線性相位相關的類似于高斯的單峰對稱型函數(shù)。隨著截取因子和表征非線性相位的B積分的值的不斷增大，這類光束的空間相干寬度越來越窄，其空間相干性越來越差；同時隨著傳輸距離的不斷增大，這種光束的空間相干寬