光源相干度对Bessel光最大无衍射距离的影响

理论分析和实验研究了光源相干度对其产生的Bessel光最大无衍射距离的影响.以He-Ne激光器为光源,用旋转毛玻璃法产生部分相干光,经过扩束后再用轴棱锥法产生Bessel光束.通过移动旋转毛玻璃改变部分相干光的相干度,测量其产生的Bessel光束的最大无衍射距离,得到光源相干度与产生Bessel光束最大无衍射距离的关系.结果表明,随着光源相干度的降低,Bessel光束最大无衍射距离明显变短,当相干度g≈1下降为g=0.8时,最大无衍射距离缩短了一半.用高斯-谢尔模型进行分析和模拟,理论模拟结果与实验观察结果基本吻合.

贝塞尔光束的无衍射距离(英文)

得到了一个计算最大无衍射距离的经验公式 ,发现 Bessel光束的最大无衍射距离与光矢量横向分量系数 kr成反比 ,而与光阑半径 R成正比 ,并利用数值计算研究了

双锥面轴棱锥产生长无衍射距离的太赫兹贝塞尔光束

为了克服传统轴棱锥产生太赫兹贝塞尔光束无衍射距离短的局限,设计了一种双锥面轴棱锥结构。基于几何光学理论对双锥面轴棱锥产生太赫兹贝塞尔光束的原理进行了分析,并对太赫兹贝塞尔光束的无衍射特性和双锥面轴棱锥顶点对齐误差对无衍射特性的影响进行了理论和仿真计算分析。同时,采用透射式太赫兹时域光谱系统对双锥面轴棱锥的功能进行了实验验证。仿真和实验结果表明:太赫兹波经过锥面底角为γ_(2)=20°、γ_(1)=15°的双锥面轴棱锥后能够产生110 mm无衍射距离的太赫兹贝塞尔光束,相较于传统轴棱锥,无衍射距离增加了82.63 mm;无衍射距离随着锥形底面角度的增加而增大。

无衍射光束最大准直距离的几何光学模拟与实验

利用几何光学方法对轴棱锥产生近似无衍射光进行分析,给出最大无衍射距离的几何表达式.利用光学设计软件ZEMAX对产生近似无衍射光的光路进行追迹,并模拟横向光强分布.通过几何分析、软件模拟及实验验证,讨论光束半径和轴棱锥底角对最大无衍射距离的影响.研究结果表明,最大无衍射距离随入射光束半径的增大而增大,且近似成正比;而最大无衍射距离随轴棱锥底角增大而减小,且近似成反比.

无衍射光束参数的透镜变换

论述无衍射光束的基本参数的确定，提出用望远系统来改变无衍射光束参数的新方法，给出了各参数的变换公式．

含多阶涡旋的无衍射阵列光束的设计

涡旋在光学领域一直有很广泛的应用价值,光学微操纵技术,自由空间的光通信,以及光学测量技术都用到了涡旋光.而高阶涡旋光和阵列涡旋光更是对粒子的批量自组装具有高效的作用,但以往的论文设计出的高阶涡旋光只局域在很小的传播范围(10^(-6)m),所以几乎没有应用价值.本文从理论上设计了含高阶涡旋的阵列涡旋无衍射光场,这种光场的无衍射传播距离大约在30cm左右.在数学上通过傅里叶变换方法推导了阵列涡旋无衍射光场的数学表达式,用数值模拟的方法得到了涡旋阵列光场,实验上利用空间光调制器(SLM)得到了多阶涡旋阵列光场.此外,我们还测量了这种多阶阵列涡旋光场的无衍射距离.本文的研究在光学微操纵,粒子批量自组装等领域具有应用价值.

4f光学系统制造理论高相似度无衍射光的参数研究

利用4f光学系统,可以产生多类型、高功率的无衍射光。然而,以前的研究主要集中在制造特定的无衍射光的光学应用中。首次综合分析了四类无衍射光在特定环宽的4f系统光强分布特性,利用傅里叶光学计算,首次分析四种类型无衍射光还原理论模型的优劣性,并发现所有的无衍射光的光强分布相似度会随着角谱采样的上升而下降的规律,用对应光学实验予以证明和无衍射性验证,相关结论可以用于指导该系统的应用,该研究方法可以用于其它类似光学系统的分析。

等效轴棱锥产生长距离无衍射贝塞尔光束

无衍射贝塞尔(Bessel)光束在湍流大气中传输时受到的扰动较小,因此适合于大尺寸准直测量。为了克服传统轴棱锥产生较短无衍射距离的局限,基于传统正、负轴棱锥的光传输特性,提出了两种用于产生长距离无衍射贝塞尔光束的组合轴棱锥。利用光线追迹法和衍射理论模拟了组合轴棱锥的光传输特性。结果表明,两种组合轴棱锥的光传输特性与传统正轴棱锥等效,且能够产生高质量的长距离无衍射贝塞尔光束,而且降低了元件的加工难度。

双轴棱锥产生长距离近似无衍射光的新技术

提出了一种利用会聚透镜、轴棱锥等简单光学元件产生长距离近似无衍射光的新技术.分别利用几何光学和衍射理论分析了该方法产生长距离近似无衍射光束的原理,通过软件模拟了长距离近似无衍射光束的形成过程,得出了该光束在不同距离处的横向光强分布.模拟结果显示该光束在较长距离处的横向光强分布满足Bessel分布.从实验上获得了传播距离长达80 m、中心光斑发散角约为0.12 mrad的近似无衍射光束,相比于国外学者最近的研究成果(Belyi et a1.2010 Opt.Exp.18 1966)将传播距离延长了50多米,而光束发散角压缩了22倍.实验中,对光束沿光轴传播时在不同距离处的光斑进行了拍摄,所得实验结果与理论分析基本符合.

产生长距离近似无衍射光束的凹锥透镜

设计了一种可产生长距离近似无衍射光束的新型光学元件凹锥透镜,该透镜是以轴线为中心将传统轴棱锥的底面磨削成凹球面。采用几何光学理论分析了其产生长距离近似无衍射光束的原理。推导了凹锥透镜的振幅透射率函数,并由衍射理论分析和模拟了平面波通过其后的光强分布特性。结果表明,相对于传统轴棱锥,选择合适曲率半径的凹锥透镜能够产生光束发散小、轴向光强分布均匀的长距离近似无衍射光束。以折射率n=1.51509,底角γ=10°,曲率半径R=75mm的凹锥透镜为例,入射光束半径a=10mm时可产生最大无衍射距离为Zmax=471.220mm的近似无衍射光束,相同参数条件下的传统轴棱锥只能产生最大无衍射距离为Zmax=111.235mm的近似无衍射光束,比较可知无衍射距离增大了359.985mm。

Bessel光束的传输模型(英文)

研究了参量对 Bessel光束性质的影响并发现了参量 kr与无衍射距离之间的关系 。