光束的傳輸和聚焦特性.pdf

1、具有高方向性、高相干性和高亮度的激光的廣泛應(yīng)用使得光束的傳輸成為研究的熱點。目前，完全相干光束的傳輸已經(jīng)得到了廣泛的研究。近年來，許多研究者對部分相干光束的傳輸產(chǎn)生了濃厚的興趣。這是因為在某些實際應(yīng)用中，部分相干光比完全相干光更優(yōu)越。例如，在大氣中傳輸時，部分相干光所受大氣擾動的影響要比完全相干光小得多；并且部分相干光束具有光強比較均勻，對散斑靈敏度低等優(yōu)點而被應(yīng)用于激光核聚變等領(lǐng)域。正因為如此，對部分相干光束及其傳輸?shù)难芯烤哂兄匾饬x

2、。 最近，部分相干光在湍流大氣中的傳輸成為了一個新的研究熱點。本文首次從理論上研究了矢量光束在湍流大氣中傳輸?shù)钠窈凸庾V特性。這些研究對自由空間中的光通訊以及高功率激光光束在大氣中的傳輸?shù)染哂兄匾膶嶋H應(yīng)用意義。另外，光束的聚焦也是十分引人注目的課題。對光束聚焦是提高功率密度，減小光斑半徑的有效措施，這在諸如激光加工、激光醫(yī)學和激光核聚變等領(lǐng)域，均具有重大的應(yīng)用價值。因此，對部分相干光束的聚焦的研究變得十分重要。 本論文

3、對部分相干電磁光束在湍流介質(zhì)中的傳輸特性和光束的聚焦進行了詳細的研究，主要工作包括： 1.從推廣的惠更斯－菲涅爾原理出發(fā)，推導(dǎo)了部分相干電磁光束的偏振態(tài)在湍流介質(zhì)中傳輸?shù)谋磉_式。并以電磁高斯－謝爾模型(EGSM，Electromagnetic Gaussian Schell model)光束為例，研究了湍流對電磁高斯－謝爾模型光束偏振態(tài)的影響。 2.從推廣的惠更斯－菲涅爾原理出發(fā)，得到了在湍流介質(zhì)中傳輸?shù)牟糠窒喔呻姶殴馐?/p>

4、的光譜表達式，并以電磁高斯－謝爾模型(EGSM，Electromagnetic Gaussian Schell model)光束為例，研究了湍流對電磁高斯－謝爾模型光束光譜的影響。 3.從理論上研究了部分相干電磁光束被透鏡聚焦后，其焦點附近軸上點的光強分布。定義了聚焦部分相干電磁光束的等效菲涅耳數(shù)，得到了計算相對焦移的簡單解析式，即可以表示成等效菲涅耳數(shù)的簡單函數(shù)，且由等效菲涅耳數(shù)唯一決定。同時，還將這種方法與基于Collins