非傍轴矢量异常空心光束的传输特性

将Cai提出的异常空心光束的理论模型推广到非傍轴范畴,推导出非傍轴矢量异常空心光束传输的解析表达式,用以研究它在自由空间中的传输特性。研究表明,异常空心光束在传输过程中光束形状会发生变化。与高斯光束不同,非傍轴异常空心光束傍轴近似成立条件依赖于传输距离,这与异常空心光束光强分布随传输距离的变化有关。非傍轴异常空心光束远场的光束质量可用桶中功率来描述,桶中功率随f参数(波长与束腰宽度的比值)的增大而减小。

非傍轴矢量高斯光束

对傍轴近似下的光束传输变换问题进行了广泛的研究。但是,当光束有大的发散角或与波长相比拟的小光斑尺寸时,傍轴近似不再成立。已发展了多种非傍轴方法用以研究非傍轴光束的传输问题。对非傍轴光束的研究方法作了总结,使用角谱表示法和瑞利衍射积分公式对非傍轴矢量高斯光束的传输作了分析和比较。结果表明,基于瑞利衍射积分公式推导出的非傍轴矢量高斯光束在自由空间传输的解析公式在传输距离远大于波长时是严格的解析结果,并且在有光阑的情况下也是适用的。光束的非傍轴性主要由f参数决定,但当有光阑存在时,截断参数也对光束非傍轴行为产生影响。

非傍轴矢量余弦-高斯光束两种光强表示的比较研究

从矢量瑞利-索末菲衍射积分公式出发,以非傍轴矢量余弦-高斯(CoG)光束为例,对非傍轴矢量光束的两种光强表示式,即传统光强公式和时间平均坡印廷矢量的z分量进行了比较研究.对非傍轴矢量CoG光束轴上和横向光强分布详细的数值计算和比较结果表明,两种光强表示式之间的相对误差η与w0/λ、z/λ和偏心参量b有关,其中w0,λ和z分别为束腰宽度,波长和传输距离.当偏心参量b较小,且束腰宽度与波长相比不很小时,例如,b≤0.8,w0/λ≥0.8,z/λ=10时,二者间的最大相对误差ηmax<2%,传统光强公式可以使用.

InGaAsP SBH激光器光束质量的非傍轴分析(英文)

计算了InGaAsPSBH激光器的TE0 0 模 ,并利用非傍轴矢量矩理论 ,分析了平行于 p -n结方向上的光学质量因子M 2y 在以往有关M 2 的计算中 ,往往忽略了包层中光场的贡献 ,因此得出M 2 小于 1的结论 当半导体激光器的激活层的尺寸远小于发射波长时 ,大部分光场将渗透到包层中 ,因此 ,包层的光场是不能忽略的 考虑到激活层和包层中的光场对M 2 的影响 ,给出了非傍轴半导体激光M 2 的精确表达式 结果表明 ,My大于

非傍轴矢量高斯光束的圆屏衍射

利用矢量瑞利衍射积分公式 ,推导出非傍轴矢量高斯光束圆屏衍射的解析表示式 .非傍轴矢量高斯光束圆屏衍射的轴上场分布、远场表示式、自由空间中的传输公式 ,以及傍轴近似下高斯光束圆屏衍射的菲涅耳和夫琅禾费衍射公式可以作为一般公式的特例统一处理 .数值计算和比较实例说明了非傍轴矢量高斯光束的光强分布和远场特性 .分析表明 ,在圆屏衍射中 。

非傍轴矢量拉盖尔-高斯光束的二阶矩表示

基于Porras提出的光传输的非傍轴矢量矩理论,推导出初始圆偏振的非傍轴矢量拉盖尔-高斯(LG)光束的特征参数,包括束宽、远场发散角和M2因子等的公式,并表示为级数求和形式.非傍轴矢量高斯光束公式作为特例给出.研究表明,基于二阶矩定义的束宽按双曲线规律传输,当w0/λ→0(w0为束宽,λ为波长)时,远场发散角θ趋于90°,大于非傍轴标量理论预示的值63.435°.非傍轴矢量LG光束的M2因子不仅与模指数p有关,而且还与w0/λ有关.最后,对非傍轴矢量LG光束和非傍轴标量LG光束的传输作了比较,结果表明在w0/λ较小时,矢量效应对远场发散角的影响十分显著.对θ→90°引起的问题和非傍轴矢量矩理论的适用范围,以及解决问题的可能途径作了分析和讨论.

矢量可控空心光束的非傍轴传输

提出了矢量可控空心光束概念,可控空心光束可以很好地描写中心光强不完全为零的圆对称空心光束,具有可用多个参量来控制中央暗斑尺寸、形式简单易于分析、其传输变换特性更接近于实际等特点。利用矢量瑞利-索未菲衍射积分公式,导出了矢最可控空心光束的非傍轴传输解析公式,从所得结果可退化得到傍轴近似结果。利用导出的公式计算分析了矢量可控空心光束在自由空间的非傍轴传输特性,并与傍轴结果进行了比较分析。结果表明矢量可控空心光束在近场很好地保持其空心光场分布特性;参量f和传输距离决定了矢量可控空心光束的非傍轴特性。

非傍轴矢量高斯光束的传输

运用非傍轴光束传输的矢量矩理论 ,对非傍轴矢量高斯光束的传输特性进行了系统的研究 .结果表明 ,基于二阶矩定义的横向光束宽度在光束传播过程中满足简单的双曲线变化规律 ,并且给出了光束传输因子的解析表达式 .就高度非傍轴情形 ,进一步给出了简洁的计算公式 ,在高斯光源线度趋向零的极限情形下 ,横向的最大发散角为 90° .同时 ,还推广到了傍轴情形 ,得到了与原有傍轴公式稍有区别的结果 ,而且光束传输因子始终保持略大于 1 最后 ,对非傍轴矢量高斯光束和非傍轴标量高斯光束的传输进行了比较 ,结果显示对于线度在两个波长范围之内的高斯光源发散角有很大差异 .

非傍轴矢量高斯光束单缝衍射的严格理论

提出非傍轴矢量光束衍射严格的电磁场理论,并以非傍轴矢量高斯光束的单缝衍射为例加以说明.与基于矢量瑞利-索末菲衍射积分推出的解析结果做了数值计算比较,表明了二者的一致性.对理论的进一步推广做了简要讨论.

半导体激光器的M^2因子可以小于1

根据 Porras的非傍轴矢量矩理论 ,对双异质结半导体激光器的光束质量进行了研究 .结果表明 ,在有源层厚度 da远小于波长 λ的条件下 ,半导体激光器的 M2 因子可以小于 1 ,并且没有下限 .

拉盖尔高斯光束矢量远场特性的角谱法分析

基于非傍轴矢量光束传输理论,研究了拉盖尔高斯光束的远场特性。运用角谱衍射公式以及稳相法,得到了初始为线偏振态的拉盖尔高斯光束传输一段距离后的矢量电场分布的解析表示式。数值计算了初始为x方向偏振的拉盖尔高斯光束沿z轴传播时各方向的电场分量及等相面空间分布。结果表明,传输一段距离后,出现了平行于传播方向的电场分量,其强度分布呈双峰结构,且其值远小于垂直电场方向的分量值;随着拓扑荷数的增加,该平行分量增加,光斑发散程度也相应增强。该光束等相面呈螺旋状分布。

条形隐埋激光器光束质量的理论研究

运用波导模式理论和光束传输的非傍轴矢量矩理论 ,对GaAs AlxGa1 -xAs条形隐埋异质结半导体激光器TE0 0 模的光束质量进行了理论研究。着重分析了平行于结平面方向上的光束质量因子与有源层宽度的关系。结果表明平行于结平面方向上的光束质量因子随有源层宽度而波动 。