復變量雙曲余弦平方-高斯光束的焦移和焦開關.pdf

1、光束聚焦特性一直是光學工作者關注的一個重要問題，在對光束焦移的已有研究中發(fā)現(xiàn)，除了存在焦移現(xiàn)象外，軸上焦點會出現(xiàn)突然的躍遷，稱之為焦開關現(xiàn)象。焦開關的產生普遍認為與光的衍射有關，是軸上同時存在的兩個光強極大值點相互競爭的結果。焦開關的存在使得光束聚焦問題更為復雜，卻也提供了新的聚焦思路。近年來，相關報道都集中于一些常見的較簡單光束的研究，對更復雜光束中聚焦特性的探討還少，對于更復雜光束的焦開關現(xiàn)象也沒有相關報道。本文在對一種新型光束——

2、復變量雙曲余弦平方一高斯光束(EchSGB)的聚焦特性研究中，發(fā)現(xiàn)軸上焦點的兩次位置不同的焦開關現(xiàn)象，得到了軸上光強分布公式，并在此基礎上通過大量數值方法作了詳細討論，得到了一些有意義的結論： 1．首先研究了EchSGB通過光闌透鏡分離系統(tǒng)的焦開關現(xiàn)象。從Collins公式出發(fā)，利用門函數的復高斯函數展開法得到了軸上光強分布公式。研究表明，此處存在焦開關現(xiàn)象，而且焦點躍變位置隨光束參數、光學系統(tǒng)參數及光束菲涅耳數的不同而變化。對

3、光闌無限大，即無光闌透鏡系統(tǒng)，得到了焦開關產生的光束參數和截斷參數的臨界條件。 2．對EchSGB通過無光闌透鏡光學系統(tǒng)的軸上光強特性作進一步分析，發(fā)現(xiàn)軸上焦點可以出現(xiàn)兩次不同位置的躍變，稱這種新現(xiàn)象為雙焦開關(DFS)現(xiàn)象。由Collins公式出發(fā)得到了軸上光強分布表達式，對其進行數值分析和模擬，討論了DFS現(xiàn)象產生和變化受光束參數及光束菲涅耳數的影響。 3．余弦平方高斯光束(CsqGB)可看作是EchSGB的特例，由