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(píng)價(jià)激光光束質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，高相干性的激光束在全息、測(cè)量、斷層掃描、光刻及光通信等領(lǐng)域都擁有廣闊的應(yīng)用前景。與此同時(shí)，Airy光束又是激光研究中非常火熱的課題之一，其作為一種近似的無(wú)衍射光束被產(chǎn)生。有限能量Airy光束在自由空間傳輸時(shí)所具有的無(wú)衍射、自加速、自愈合三大特性使其在光學(xué)、測(cè)量與激光通信等應(yīng)用領(lǐng)域占有十分重要的地位。本文正是基于以上兩點(diǎn)而對(duì)有限能量Airy光束

2、的空間相干特性進(jìn)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(jié)果表明：三類光

3、束的空間相干函數(shù)都是關(guān)于橫向坐標(biāo)差值且與截取因子有關(guān)的高斯型函數(shù)，當(dāng)截?cái)嘁蜃訌?增大到1時(shí)，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(dāng)衰減因子a0.5時(shí)，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(huì)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(dá)不到，原因就在于FEAB的旁瓣對(duì)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(lái)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(jié)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(biāo)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(guān)的類似于高斯的單峰對(duì)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(lái)越窄，其空間相干性越來(lái)越差；同時(shí)隨著傳輸距離的不斷增大，這種光束的空間相干寬