广义超几何光束在ABCD光学系统中的传播

新型特殊模式激光束的传播是激光应用研究的基础和重要课题。利用柯林(Collins)积分公式研究了广义超几何光束在ABCD近轴光学系统中的传播行为,得到了光束在输出平面复振幅的解析表达式。结果表明,其传播后的复振幅分布与库默尔(Kummer)函数成正比。通过将Kummer函数展开成级数,获得了光束在输出平面复振幅的模的级数形式,从该级数可以看出,广义超几何光束在ABCD近轴光学系统中传播时的模式结构一般是要发生变化的。作为特殊光学系统,讨论了自由空间传播时近场和远场衍射近似表达式,它们均为一系列同心圆环,空间频率随径向坐标增加而增加,近场衍射时横向模式结构保持不变,而远场衍射时则发生变化。给出了光束的归一化系数,分析了该光束一些简化模式与高斯光束的关系。

光阑约束超几何激光束的传输特性

基于广义惠更斯-菲涅耳衍射积分和圆孔光阑函数展开为有限复高斯函数之和的方法,导出了超几何激光束通过有圆孔光阑约束的近轴ABCD光学系统传输的近似解析表达式,并对其传输特征进行了数值计算和分析。研究结果表明,超几何激光束光强的分布及其衍射效应与光阑的孔径大小、传输的距离以及光束参数等因素密切相关。此外,文中采用的近似解析方法与直接利用衍射积分计算相比,具有更高的计算效率,可以大大节省计算机时。

超几何激光束通过聚焦光学系统的光力研究

基于贝塞尔积分及广义惠更斯-菲涅耳衍射积分方法,导出了超几何激光束通过聚焦透镜光学系统的光场解析传输公式,计算了其在不同传输距离的光强分布特性。研究了超几何光束对瑞利微粒的辐射力和梯度力的分布情况,并对超几何激光束的捕获稳定性条件进行了分析。