激光非傍軸傳輸特性研究.pdf

1、對于大多數(shù)光學(xué)衍射和光束傳輸?shù)膶?shí)際問題，傍軸標(biāo)量衍射理論的解都能精確反映實(shí)際情況。隨著激光技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是近年來半導(dǎo)體激光光束（有大的發(fā)散角）的廣泛應(yīng)用，以及近場光學(xué)領(lǐng)域的飛速發(fā)展，許多時(shí)候傳統(tǒng)的傍軸標(biāo)量衍射理論不再成立，使人們開始了對非傍軸光束的傳輸特性的研究。最早由Lax開創(chuàng)，后經(jīng)過Davis，Agrawal，Wunsche等人的工作，建立起了包括微擾法、角譜法、衍射積分法在內(nèi)的幾種研究非傍軸光束傳輸?shù)闹饕椒?。本文的主要研?/p>

2、工作如下:
　　在回顧傍軸標(biāo)量解的基礎(chǔ)上，綜述了目前非傍軸光束的傳輸研究方法，包括微擾法、角譜法、瑞利-索末菲衍射積分法、算子法、虛點(diǎn)源法、Wigner分布函數(shù)法以及光流體模型。簡單介紹了各種方法的核心思想和基本原理，并對各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了簡單對比和說明。
　　詳細(xì)介紹了非傍軸矢量光束光強(qiáng)的精確定義，并和傍軸標(biāo)量光強(qiáng)以及非傍軸標(biāo)量光強(qiáng)的定義進(jìn)行了簡單對比。
　　對角譜法的相關(guān)理論進(jìn)行了較為細(xì)致的研究，證明了角譜法與

3、第一類瑞利-索末菲衍射積分法的等價(jià)性質(zhì)。隨后研究了在不同近似條件下，角譜解的近似形式。并以高斯波束為例，針對不同發(fā)散角情況，研究光強(qiáng)的變化，證實(shí)了非傍軸解更加精確。
　　通過分析半導(dǎo)體激光器的波導(dǎo)機(jī)構(gòu)，說明其出射光束發(fā)散角很大，屬于非傍軸光束。根據(jù)半導(dǎo)體激光器的出射光場，確定邊界條件，然后使用瑞利-索末菲衍射積分法，求解光場的半空間表達(dá)式。通過直接積分和穩(wěn)相近似兩種不同的方法，得出半導(dǎo)體激光器的遠(yuǎn)場矢量表達(dá)式。分析結(jié)果得出矢量理論