高斯型激光圆孔衍射中的光束畸变调控研究

从光波衍射的基本理论出发,利用高斯型分布的激光束,研究开普勒望远镜系统在衍射过程中光束畸变调控方法。利用中阶Zernike多项式构建像差函数法来模拟望远镜系统中的四叶畸变现象,并将该Zernike因子引入光学系统中弥补畸变效果。研究发现,波长和孔径会对奇异光强的分布产生明显的影响,波长增大的时候会改变光斑的形状,孔径会影响光斑强度和尺寸,11阶的Zernike四叶形变因子可以抵消望远镜系统的畸变现象。

高斯型激光束在圆孔衍射过程中的光束畸变

由于激光畸变所产生的现象及其形成的物理机制十分丰富,对畸变激光传输特性的研究已然成为一个重要的光学类课题。对此本文将以激光的圆孔衍射作为切入,采用Zernike多项式函数拟合相位畸变元件的方法,探讨具有高斯型分布的激光束在圆孔衍射过程中的光束畸变。进一步分析波长、传播距离及函数的阶数对光束畸变的影响。结果显示,在畸变影响下,由于相散畸变因子作用导致光束发生对称性退化,引起光束发生分裂,中心光强位置发生偏移,产生像散和离焦畸变现象。而Zernike多项式函数中q值会显著影响畸变中光束发生分裂的数量,且随激光波长和传播距离的增大,其畸变影响增强,像散和离焦变得越明显。