圆周型光斑模式转换器

提出了一种圆周型光斑模式转换器——透明玻璃圆锥体,根据光的全反射原理论证了光在该圆锥体中的传输规律和对光束光斑模式的转换原理。利用光线追迹方法模拟了光在光斑模式转换器中的传输过程和对光斑模式的转换效果。结果显示圆锥体的顶角等于一系列特定值时,垂直圆锥体底面入射的光束经过该圆锥体后光束沿着其母线方向出射,在垂直于圆锥体轴线的平面上形成一圆周型光斑,其光能量全部集中在圆周上。圆周型光斑模式转换器还可以与透镜结合使用,只改变光斑模式而不改变光束的传输方向。该圆周型光斑模式转换器具有结构简单、容易制造、能量损失小等优点。

玻璃圆锥体的缩束特性

为了说明玻璃圆锥体的光缩束特性,根据光折射和全反射原理论证了光在玻璃圆锥体中的传输特点和光束缩束原理,利用光线追迹方法模拟了光在玻璃圆锥体中的传输过程及其对光束的变换效果。理论分析和模拟结果显示,当圆锥体的半顶角等于一系列特定值时,垂直圆锥体底面入射的光束经过该圆锥体后仍沿着其入射方向出射,但光束半径减小,且减小的比率与圆锥体的半顶角有关。该玻璃圆锥体用作缩束器时只需此一个元件,结构简单,串连使用时的缩束倍率是原来各自倍率的积。另外,它还可以作为光谱分析工具。