艾里光束的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生及特性研究.pdf

1、艾里光束是一種無衍射光束，相比于其它無衍射光束還有更具前景的自恢復(fù)和自彎曲性。將艾里光束的無衍射和自恢復(fù)性應(yīng)用于無線激光通信系統(tǒng)中，能夠很好的抑制大氣湍流的干擾，因此實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生艾里光束并分析其三大特性具有很重要的意義。本文的主要工作如下：
　　1.通過公式推導(dǎo)和函數(shù)曲線圖對比介紹了無限能量艾里函數(shù)和有限能量艾里函數(shù)的基本理論及特性。利用仿真圖對艾里光束的自彎曲、自恢復(fù)和無衍射性進(jìn)行了描述，并分析了衰減因子α和橫向尺度χ0對其影響，最

2、后分析了艾里光束的光斑遮擋區(qū)域大小對其自恢復(fù)的影響。
　　2.介紹了艾里變換理論，通過公式推導(dǎo)說明了艾里變換等價(jià)于光學(xué)4?系統(tǒng)，并推導(dǎo)了高斯光束經(jīng)過加載有立方相位膜片的光學(xué)4?系統(tǒng)進(jìn)行艾里變換的衍射過程，最后在實(shí)驗(yàn)上將高斯光束作為入射光源通過光學(xué)4?系統(tǒng)產(chǎn)生艾里光束。
　　3.對比分析了Danmman光柵和相位全息圖這兩種方式產(chǎn)生陣列艾里光束的原理及優(yōu)缺點(diǎn)。通過總結(jié)這兩種方法，本文利用多個(gè)二維艾里光束的立方相位膜片進(jìn)行有序的

3、結(jié)合，合成了可以產(chǎn)生自聚焦陣列二維艾里光束的多相位膜片。
　　結(jié)果表明：艾里光束的無衍射傳播距離、自恢復(fù)痊愈距離隨著衰減因子α的增大而減小，而衰減因子α對自彎曲沒有任何影響；無衍射傳播距離、自彎曲的偏移量、自恢復(fù)疫愈距離都隨著橫向尺度χ0的增大而增大。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了艾里光束具有近似無衍射性、自彎曲及自恢復(fù)性。基于多相位膜片產(chǎn)生了陣列二維艾里光束，通過改變相位使每個(gè)光束的主瓣偏移方向都指向陣列中心，所以使得陣列二維艾里光束具有自聚焦