多程放大系统中透镜倾斜对系统像差的影响分析

为了研究多程放大系统中的透镜倾斜对系统像差影响,采用在商用光学设计软件ZEMAX中建模进行光线追迹结合实验验证的方法,得到了初步分析结果。结果表明,在此类多程放大系统中,对远场能量集中度有较大影响的几种像差主要由透镜离轴倾斜使用造成的,其中离轴四程透镜的影响较大,而且离轴四程透镜的倾斜角度对整个多程系统输出的波前影响并非是线性上升。对校正装置的系统输出波前畸变及今后类似光路的优化设计有一定参考意义。

透镜倾斜对焦距测量误差的影响

在测量透镜焦距的实验中,透镜倾斜是导致焦距测量误差的因素之一.由于透镜的倾斜导致测得的物距和像距不是真实的物距和像距,然后代入成像公式计算出的焦距值,必然严重偏离透镜的实际焦距值.文中推导出了透镜的焦距测量误差与物距及透镜的倾斜角二者之间的函数关系式,从理论上分析了焦距测量误差随物距和倾斜角的变化规律.结果表明:大物距情形比小物距情形的焦距测量误差要小,并且得到了实验验证.

非正则光涡旋通过倾斜透镜的动态传输

基于广义惠更斯-菲涅尔衍射积分公式,研究了寄居于高斯光束背景下含有相位拓扑荷(拓扑电荷)m=+1、+2的非正则光涡旋通过倾斜透镜后的动态演化特性.研究发现,拓扑电荷m=+1的非正则光涡旋通过倾斜透镜后非正则度和拓扑电荷保持不变;而由于非正则度的影响,拓扑电荷m=+2的非正则光涡旋通过倾斜透镜后会分裂成两个拓扑电荷为m=+1、非正则度相等(等于初始面处拓扑电荷为+2的非正则光涡旋的非正则度)的非正则光涡旋.通过倾斜透镜传输后非正则光涡旋的位置取决于相对传输距离、离轴参数、非正则参数、倾斜因子、束腰宽度,且在传输过程中拓扑电荷总和保持不变.

基于倾斜透镜将拉盖尔-高斯光束阵列转换为厄米-高斯光束阵列的位置映射关系

倾斜透镜可以将拉盖尔-高斯光束转换为厄米-高斯光束。因此,推导了基于倾斜透镜的拉盖尔-高斯光束阵列与厄米-高斯光束阵列相互转换的位置映射关系。当倾斜透镜绕任意轴旋转一定角度时,两光束阵列的位置将会关于该轴对称。实验中,利用空间光调制器生成了1×1、2×2、3×3、3×1、1×3的拉盖尔-高斯光束阵列,并用倾斜透镜将其转换为厄米-高斯光束阵列,通过对比两光束阵列的光场分布,验证了上述理论分析结果。实验结果与理论分析完全一致。该工作为拉盖尔-高斯光束阵列的轨道角动量测量提供了更明确的理论指导。

有倾斜透镜存在时两个刃型位错的相互作用

对存在倾斜透镜时两个刃型位错的相互作用进行了研究.研究表明,两个离轴刃型位错在一定条件下由于相互作用会消失,并有一个或两个非正则光涡旋产生,一个共轴刃型位错和一个离轴刃型位错相互作用时产生一个非正则光涡旋.当初始场中两个刃型位错相互垂直或者平行时,出射场中会有一个或者两个刃型位错出现.改变透镜的倾斜因子不影响出射场中位相奇点的类型和数量,但位相奇点的横向位置与倾斜因子有线性关系.两个刃型位错相互作用产生的光涡旋对的三维轨迹是非线性的,但光涡旋对的中心沿直线传输.