余弦平方高斯光束通过无光栏透镜的梯度力

基于Collins公式推导了余弦平方高斯光束通过无光栏透镜光学系统聚焦后的光强分布及梯度力,采用数值模拟分析梯度力分布及光阱的数量、位置及尺度随光束参数、光束入射距离及系统菲涅耳数的变化。结果表明:光束相关参数b越大光阱的数量越多,光阱的位置随光束入射距离而改变,大小随系统菲涅耳数的增加而减小,但不影响其位置。

聚焦余弦平方高斯光束的梯度力

利用Collins公式推导了余弦平方高斯光束(CSGB)通过无光阑透镜光学系统聚焦后的光强分布及梯度力表达式。通过数值模拟讨论了光束参数、光束入射距离及系统菲涅耳数的变化对梯度力分布及光阱的数量、位置及尺度的影响。结果表明,光束相关参数越大光阱的数量越多,光阱的位置随光束入射距离而改变,系统菲涅耳数增加光阱尺度减小,而位置不变。

双曲余弦平方高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性

利用广义惠更斯-菲涅尔衍射积分方法 ,导出了双曲余弦平方高斯光束(Cosh-Squared-Gaussian beam,CSGB)在梯度折射率介质中传输的解析表达式,对CSGB光束在梯度折射率(Gradient-index,GRIN)介质中的传输特性进行了分析,讨论了介质梯度折射率系数和光束参数对传输特性的影响。研究表明,在梯度折射率系数取值不同的条件下,CSGB光束在GRIN介质中传输时的轴上光强分布随传输距离呈周期性变化,空间周期与介质梯度折射率系数成反比。

复变量双曲余弦平方—高斯光束的束腰宽度及其位置

本文引入了近轴近似下波动方程的解—复变量双曲余弦平方 -高斯光束 ,该光束与双曲余弦函数项相关的参数为复数。本文主要对复变量双曲余弦平方 -高斯光束的基本特性进行了研究。由Collins公式出发推导出了光束通过近轴ABCD光学系统传输时的场分布函数。基于二阶矩定义 ,导出了光斑尺寸的解析表达式 ,并得到了该光束在自由空间传输时束腰宽度及其位置的解析式。最后对所得结果进行了数值计算和分析。

余弦平方-高斯光束的双焦开关和焦平面

为了研究余弦平方-高斯光束通过无光阑透镜后的聚焦特性,采用Collins公式推导了聚焦余弦平方-高斯光束轴上光强分布公式,并利用空间2阶矩法求得光束束腰宽度的解析表达式。通过数值方法研究了轴上光强的双焦开关现象和由束腰所在焦平面的焦移现象,得到了这两种现象随光束参量b、相对入射距离s′及菲涅耳数NF的变化关系。结果表明,只有b>1时才出现双焦开关现象,而实际焦平面在s′≠1时存在焦移。

非傍轴余弦平方-高斯光束的传输特性

基于功率密度的二阶矩方法,数值模拟研究了非傍轴余弦平方-高斯光束的束宽、远场发散角和M^2因子。计算结果表明:1)束腰宽度W_0(0)随ω_0/λ的增大而增大。当ω_0/λ较大(ω_0/λ≥0.5)时,束腰宽度随着偏心参数的增大而减小。2)当ω_0/λ→0时,远场发散角趋于渐近值θ_(0max)=63.435°,与偏心参数α无关。3)在非傍轴范畴,余弦平方-高斯光束的M^2因子不仅与偏心参数α有关,而且还与初始束腰宽度和波长之比ω_0/λ有关。当ω_0/λ足够小时,M^2因子可小于1。对给定的偏心参数α,M^2因子随ω_0/λ的变化并非总是单调的。M^2因子随ω_0/λ的增大而增大,当达到最大值后又逐渐减小,最后渐近趋于一稳定值。

复变量双曲余弦平方-高斯光束的双焦开关

推导了复变量双曲余弦平方-高斯光束(EchSGB)通过无光阑透镜系统后的轴上光强分布公式,在此基础上通过大量的数值分析发现,在菲涅耳数较小的情形下,当光束参数a<0.91且b>1时,轴上焦点出现两次位置不同的跃变-双焦开关(DFS)现象,讨论了光束入射距离及光束参数对其产生和变化的影响。最后对该光束的特例-余弦平方高斯光束的DFS现象作了一些分析讨论。

非傍轴双曲余弦平方-高斯光束的传输特性

利用功率密度的二阶矩方法,通过数值计算,对非傍轴双曲余弦平方-高斯光束的远场发散角和M2因子进行了研究.结果表明,当参数1/f趋于零时,非傍轴双曲余弦平方-高斯光束的远场发散角渐近趋于渐近值63.435°,且与偏心参数α无关.非傍轴双曲余弦平方-高斯光束的M2因子与偏心参数α及参数1/f有关.当参数1/f足够小时,M2因子的值可以小于1.当偏心参数取较大值时,M2因子的值随着参数1/f的变化是非单调变化的.

复宗量双曲余弦平方-高斯光束在单轴各向异性晶体中的传输

基于光束在单轴晶体中传输的角谱理论,对复宗量双曲余弦平方-高斯光束在单轴各向异性晶体中的传输作了研究,得到了一般的解析传输公式,并用数值的方法讨论了晶体内源于复宗量双曲余弦平方-高斯光束的两偏振分量的传输特性,结果表明,在适当参数的条件下,两偏振分量在晶体中的传输波形结构基本保持不变。

余弦平方-高斯光束通过像散透镜的焦开关

为了研究余弦平方-高斯光束通过像散透镜后的焦开关现象,应用Collins公式推导出了聚焦余弦平方-高斯光束轴上光强分布的表达式,通过数值运算得到了像散参量对轴上光强分布的影响。结果表明,在给定光束参量和光束菲涅耳数的条件下,光束入射面位置不同时,余弦平方-高斯光束通过像散透镜后的相对焦移随像散参量变化而变化,确定了在此条件下,产生双焦开关时光束入射位置的范围。

EchSGB远距离照明条件下的焦开关

推导了复变量双曲余弦平方-高斯光束(EchSGB)被无光阑透镜聚焦后的轴上光强分布公式,在此基础上通过数值计算和分析发现,EchSGB只有在远距离照明条件下才存在焦开关现象。焦点跃变位置随光束参数和对应高斯光束的菲涅尔数不同而变化,得到了EchSGB在平顶情形下产生焦开关的相对入射距离为11.13,表明在远距离照明和无光阑透镜精密调焦时,对于EchSGB要考虑焦开关现象的影响。