焦散光束的光学特性研究

论文摘要

该文章主要介绍和探讨了焦散光束（像散贝塞尔光束）的产生和相应的光学传输特性。在文内分别采用激光和准单色LED两种不同光源产生部分相干焦散光束的实验方案,并讨论了相干长度对焦散光束光学特性的影响,以及焦散光束经不同传输距离后的光斑变化趋势。此外,还对焦散光束的自重建特性进行了系统的研究。论文主要内容如下:1.论文提出利用激光作为光源产生部分相干焦散光束的实验方案。基于交叉谱密度函数研究焦散光束,并利用菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式,推导出焦散光束的光强截面最终表达式。通过MathCAD软件进行数值模拟,理论分析了光束入射到不同倾斜角度轴棱锥引起的像散对焦散光束的影响,搭建实验光路对模拟结果进行相对应的验证。而且还分析了焦散光束在不同相干长度下的变化趋势,结果显示:焦散光束的光强分布会随着相干长度的减小而逐渐变得越来越不清晰,焦散光束的中心光点阵列也会逐渐消失。2.论文采用准单色红光LED作为光源,通过小孔光阑和长距离传输的方式将准单色LED光变为部分相干光,再倾斜入射轴棱锥产生LED焦散光束。应用交叉谱密度函数及多光谱叠加原理计算出轴棱锥后LED焦散光束的光强分布。理论分析和实验结果验证了像散等参量对焦散光束的影响。通过研究不同传输距离对LED焦散光束的影响发现,随着传输距离的增大,焦散光束星状外轮廓尺寸变大,中心光斑逐渐向外环对称分裂,同时中心光强相应减弱,光点阵列衬比度逐渐降低,最终将演化成近似空心光束。该研究结果丰富了焦散光束的内涵,拓宽了其研究领域。3.论文系统地研究了焦散光束的自重建特性。基于菲涅耳衍射积分理论和巴比涅原理,推导出焦散光束经圆形障碍物后的光强分布一般表达式。数值模拟了焦散光束经圆形障碍物遮挡后光场的自重建过程,并设计相关实验进行验证,实验结果与理论模拟基本吻合。结果表明:零阶焦散光束经轴上和离轴障碍物后均会发生光束重建现象。随着传输距离的增加,焦散光束的外轮廓尺寸变大、中心光点阵列数增多,逐渐重建出不同于障碍物前的完整光束。并且观察到光束在重建过程中横向和纵向的重建速度并不一致,存在一定的速度差。实验中还利用螺旋相位板产生高阶焦散光束,验证了高阶焦散光束经障碍物遮挡后同样具有自重建特性。研究结果拓宽了焦散光束的研究范围,为焦散光束的研究提供了一定的理论基础和参考价值。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨艳飞

导师: 吴逢铁

关键词: 焦散光束,部分相干光,交叉谱密度函数,自重建,轴棱锥

来源: 华侨大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,无线电电子学

单位: 华侨大学

分类号: TN24;TN383.1

总页数: 70

文件大小: 2920K

下载量: 40

相关论文文献

• [1].一种新的三维有限差分光束传输法[J]. 半导体光电 2012(04)
• [2].激光谐振腔和光束传输的分析与设计[J]. 激光与光电子学进展 2011(08)
• [3].谱色散匀滑化光束空间大尺度传输过程的模拟实现[J]. 中国激光 2017(12)
• [4].基于有限差分的大角度交叉波导光束传输法[J]. 中国激光 2008(02)
• [5].自加速艾里光束的生成及控制[J]. 中国激光 2018(05)
• [6].准无衍射Lommel-Gauss光束非傍轴传输的解析[J]. 浙江师范大学学报(自然科学版) 2019(03)
• [7].光束夹角及空间分布对光克尔开关门成像的影响[J]. 中国激光 2018(04)
• [8].非傍轴截断余弦高斯光束的光束传输因子[J]. 琼州学院学报 2012(05)
• [9].部分相干光光束并合的光束传输变换特性[J]. 中国激光 2009(09)
• [10].非傍轴光束传输的研究方法[J]. 宜宾学院学报 2008(12)
• [11].奇点光束复用光通信(特邀)[J]. 光通信研究 2018(06)
• [12].径向偏振螺旋贝塞尔光束的传输特性及其自重建[J]. 光子学报 2019(03)
• [13].无衍射艾里光束的横向自加速特性[J]. 国防科技大学学报 2018(04)
• [14].三维有限差分光束传输法在AWG中的应用[J]. 光通信研究 2008(01)
• [15].19束激光阵列光束相干传输的仿真研究[J]. 激光与光电子学进展 2019(11)
• [16].OAM光束短距离自由空间传输特性的实验研究[J]. 光电工程 2019(06)
• [17].径向阵列涡旋光束在大气中的传输与扩展[J]. 光学学报 2019(06)
• [18].非局域光学格子中光束传输的变分研究[J]. 激光与光电子学进展 2013(11)
• [19].阵列光束在各向异性湍流大气传输时的光束漂移[J]. 量子电子学报 2019(03)
• [20].基于Pade逼近的非迭代双向光束传输法[J]. 信息技术 2010(07)
• [21].部分相干螺旋自加速贝塞尔光束[J]. 光学学报 2018(11)
• [22].强非局域非线性介质中两种空间位置相反Airy光束产生的脱落孤子演化[J]. 激光与光电子学进展 2018(04)
• [23].LED焦散光束的传输特性[J]. 光学学报 2018(05)
• [24].百超激光束传输技术[J]. 制造技术与机床 2009(12)
• [25].带有自适应光学系统的ICF装置光束传输程序[J]. 强激光与粒子束 2008(11)
• [26].基于表面等离激元的纤端集成Airy光束[J]. 应用科学学报 2018(06)
• [27].“强度扫动”光束匀滑特性的理论研究[J]. 激光与光电子学进展 2018(11)
• [28].修正贝塞尔高斯谢尔光束在湍流中的演变特性[J]. 华中科技大学学报(自然科学版) 2019(03)
• [29].克尔型光学格子中的光束传输[J]. 广东教育学院学报 2009(03)
• [30].多孔径激光阵列光束排布模式及误差对相干合成效率影响的研究[J]. 光学技术 2019(05)

标签：焦散光束论文;  部分相干光论文;  交叉谱密度函数论文;  自重建论文;  轴棱锥论文;