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Comparison between relay propagation and direct propagation of Gaussian-Schell-model beam in turbulent atmosphere along a slant path
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作者 储修祥 刘泽金 吴毅 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2010年第9期368-373,共6页
a) The relay propagation of Gaussian-Schell-model in turbulent atmosphere along a slant path is studied in this paper. Based on the extended Huygens-Fresnel principle and a quadratic approximation, an analytical form... a) The relay propagation of Gaussian-Schell-model in turbulent atmosphere along a slant path is studied in this paper. Based on the extended Huygens-Fresnel principle and a quadratic approximation, an analytical formula of average intensity for Gaussian-Schell-model beams in turbulent atmosphere along a slant path is derived, and some special cases are discussed. From the study and the comparison with the direct propagation, we can see that the relay propagation has an advantage over the direct propagation. When the altitude of the target is low, the peak intensity of relay propagation is much larger than that of direct propagation. However, because of the limitation of the relay system aperture for relay propagation and the variation of coherence length for direct propagation, the difference in peak intensity between the two propagations decreases with the increase of the target altitude. 展开更多
关键词 relay propagation gaussian-schell-model beam turbulence
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Propagation of Gaussian Schell-Model Array Beams through a Jet Engine Exhaust
2
作者 Huguang Li Jianyang Zhou 《Optics and Photonics Journal》 CAS 2023年第3期47-61,共15页
Here a Gaussian Shell Model Array (GSMA) beam is used to investigate the propagation characteristics in the jet engine exhaust region. It has great significance to improve various optical systems for wide application ... Here a Gaussian Shell Model Array (GSMA) beam is used to investigate the propagation characteristics in the jet engine exhaust region. It has great significance to improve various optical systems for wide application in trapping cold atoms, creating gratings, and atmospheric optical communication. We calculate analytical formulas for the spectral density (SD) and the propagation factors M<sub>x</sub>2</sup> and M<sub>y</sub>2</sup> of a GSMA beam. The influence of inner scale of turbulence in the jet engine exhaust region on its power spectrum has been also analyzed. According to these results, the influence of turbulence in a jet engine exhaust on a GSMA beam has been reduced by changing the parameters of light source and turbulence. For example, it is an excellent tool for mitigation of the jet engine exhaust-induced anisotropy of turbulence to increase the source coherence length, the root-mean-squared (rms) beam width, the wavelength or reduce the outer scale of turbulence. 展开更多
关键词 Gaussian Schell Model Array Beams Jet Engine Exhaust Spectral Density Propagation Factors
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部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中的展宽与漂移 被引量:9
3
作者 向宁静 吴振森 王明军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期658-662,共5页
基于广义惠更斯-菲涅耳原理,交叉密度函数以及Rytov's相位结构函数二次近似,利用傅里叶高斯变换推导出部分相干高斯-谢尔(GSM)光束在大气湍流中的强度分布表达式,并在此基础上分析了大气湍流对光束展宽、以及光束漂移的影响。数值... 基于广义惠更斯-菲涅耳原理,交叉密度函数以及Rytov's相位结构函数二次近似,利用傅里叶高斯变换推导出部分相干高斯-谢尔(GSM)光束在大气湍流中的强度分布表达式,并在此基础上分析了大气湍流对光束展宽、以及光束漂移的影响。数值模拟表明:光束展宽和光束漂移与光束的初始半径、波长、光源的相干宽度以及发射机的位置高度有关,并提出了减小湍流影响的措施。 展开更多
关键词 大气湍流 高斯-谢尔光束 平均强度 光束展宽 光束漂移
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光源相干度对Bessel光最大无衍射距离的影响 被引量:3
4
作者 孙川 何西 +3 位作者 林炳福 姜妍 庄其仁 吴逢铁(指导) 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期195-200,共6页
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... 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. 展开更多
关键词 光学分析 光学相干性 部分相干Bessel光 最大无衍射距离 相干长度 交叉谱密度 高斯谢尔模型
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部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中的平均强度与展宽 被引量:6
5
作者 向宁静 王明军 王太荣 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期4-6,共3页
基于广义惠更斯—菲涅耳原理,交叉密度函数以及Rytov’s相位结构函数二次近似,利用傅里叶高斯变换推导出部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中的强度分布表达式,并在此基础上分析了大气湍流对角展宽、桶中功率以及光束漂移的影响。数值结... 基于广义惠更斯—菲涅耳原理,交叉密度函数以及Rytov’s相位结构函数二次近似,利用傅里叶高斯变换推导出部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中的强度分布表达式,并在此基础上分析了大气湍流对角展宽、桶中功率以及光束漂移的影响。数值结果表明:角展宽和光束漂移与光束的初始半径、光源的相干长度有关;远场能量集中度随湍流强度增加、光源相干宽度减小而减小。 展开更多
关键词 大气湍流 高斯-谢尔光束 平均强度 角辰壳
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高斯-谢尔模型光束通过光阑像散透镜传输轴上光谱变化(英文) 被引量:4
6
作者 潘留占 冯建武 丁超亮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1448-1452,共5页
从部分相干光的传输理论出发,研究了高斯-谢尔模型(GSM)光束通过光阑像散透镜传输轴上的光谱变化规律.结果表明,与光源光谱相比,高斯-谢尔模型(GSM)光束通过光阑像散透镜传输轴上光谱发生了中心频率的移动,这种现象被称为光谱位移.详细... 从部分相干光的传输理论出发,研究了高斯-谢尔模型(GSM)光束通过光阑像散透镜传输轴上的光谱变化规律.结果表明,与光源光谱相比,高斯-谢尔模型(GSM)光束通过光阑像散透镜传输轴上光谱发生了中心频率的移动,这种现象被称为光谱位移.详细分析了透镜的像散、光束的空间相关性和光阑的截断参量对光谱变化的影响.数值计算表明,这些参量会对光谱移动产生比较大的作用. 展开更多
关键词 光谱变化 像散 光阑透镜 高斯-谢尔模型(GSM)光束
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部分相干光在大气湍流中传输的闪烁指数 被引量:5
7
作者 张磊 陈子阳 +1 位作者 熊梦苏 蒲继雄 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期71-75,共5页
实验测量了不同空间相干度的部分相干光在实际大气湍流中传输的闪烁指数。结果表明:随着入射光空间相干度的降低,闪烁随光传输距离增长而增加的趋势变得缓慢,甚至出现减小的情况。此外,与完全相干光的闪烁指数随着径向距离的增加而增加... 实验测量了不同空间相干度的部分相干光在实际大气湍流中传输的闪烁指数。结果表明:随着入射光空间相干度的降低,闪烁随光传输距离增长而增加的趋势变得缓慢,甚至出现减小的情况。此外,与完全相干光的闪烁指数随着径向距离的增加而增加不同,部分相干光的闪烁指数沿着光斑径向距离的增加不一定增加,而有可能出现降低。相干度越低,该效应越明显。 展开更多
关键词 部分相干光 高斯谢尔模光束 光传输 闪烁指数 大气湍流
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部分相干电磁光束在湍流介质中传输的偏振变化 被引量:5
8
作者 石丽芬 蒲继雄 陈子阳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1271-1276,共6页
从推广的惠更斯-菲涅尔原理出发,推导出了部分相干电磁光束的偏振态在湍流介质中传输的表达式。并以电磁高斯-谢尔模型(EGSM)光束为例,研究了湍流对电磁高斯-谢尔模型光束偏振态的影响。研究结果表明,对于轴上点,湍流介质的折射率结构... 从推广的惠更斯-菲涅尔原理出发,推导出了部分相干电磁光束的偏振态在湍流介质中传输的表达式。并以电磁高斯-谢尔模型(EGSM)光束为例,研究了湍流对电磁高斯-谢尔模型光束偏振态的影响。研究结果表明,对于轴上点,湍流介质的折射率结构常数越大,偏振度趋于最大值的速度越快,达到的最大值越小;光斑越大,偏振度达到最大值的位置离光源越远,在光斑增大的过程中,偏振度所达到的极大值会先增大后减小,最后保持与光源相同的偏振度不变。对于轴外点,一个固定的z,光的偏振度随着离轴距离的增大而逐渐下降,并最终等于零。折射率结构常数越大,偏振度随离轴距离的增大而下降得越缓慢;光斑越大,偏振度随离轴距离的增大下降得越快。 展开更多
关键词 偏振态 湍流介质 部分相干电磁光束 电磁高斯-谢尔模型 折射率结构常数
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部分相干平顶光束的传输特性 被引量:6
9
作者 张彬 楚晓亮 张蓉竹 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期33-35,共3页
采用超高斯 -谢尔模型光束来描述部分相干平顶光束 ,推导出光束传输M2 因子。利用广义惠更斯 -菲涅尔衍射积分 ,对其聚焦特性进行了分析 ,并对其焦面上的功率 (能量 )
关键词 超高斯-谢尔模型光束 相干平顶光束 传输特性
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大气湍流对多色高斯-谢尔模型光束扩展的影响 被引量:9
10
作者 郑宇龙 季小玲 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期276-280,共5页
基于广义惠更斯-菲涅耳原理,采用Rytov相位结构函数二次近似和硬边窗口函数的复高斯展开法,推导了受光阑限制的多色高斯-谢尔模型(GSM)光束在大气湍流中的二阶矩束宽公式。研究表明:二阶矩束宽随着大气湍流折射率结构常数、源光谱带宽... 基于广义惠更斯-菲涅耳原理,采用Rytov相位结构函数二次近似和硬边窗口函数的复高斯展开法,推导了受光阑限制的多色高斯-谢尔模型(GSM)光束在大气湍流中的二阶矩束宽公式。研究表明:二阶矩束宽随着大气湍流折射率结构常数、源光谱带宽和光束传输距离的增加而增大,随着光束截断参数和光束相干参数的增加而减小;并且,当源光谱带宽越大、光束截断参数和光束相干参数越小,则湍流对受光阑限制的多色GSM光束扩展的影响就越小。 展开更多
关键词 多色高斯-谢尔模型光束 大气湍流 光阑 二阶矩束宽
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AGSM光束在自由空间中的传输 被引量:6
11
作者 彭愿洁 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期417-420,共4页
 用矩阵方法研究了有扭曲的各向异性高斯 尔模型(AGSM)光束通过自由空间的传输。给出了光束参数的解析传输公式和详细数值计算结果,说明AGSM光束的传输特性以及扭曲因子和空间相关长度的影响。
关键词 AGSM光束 自由空间传输 扭曲 空间相关长度
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高斯-谢尔模型阵列光束在湍流大气中的空间相干性 被引量:5
12
作者 卢芳 韩香娥 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期305-309,共5页
基于广义Huygens-Fresnel原理和Rytov相位结构函数二次近似的方法,推导出了径向分布高斯-谢尔模(GSM)阵列光束在湍流大气中传输时的交叉谱密度函数解析表达式,并利用表征光束相干性的空间复相干度系数,详细分析了GSM阵列光束在大气湍流... 基于广义Huygens-Fresnel原理和Rytov相位结构函数二次近似的方法,推导出了径向分布高斯-谢尔模(GSM)阵列光束在湍流大气中传输时的交叉谱密度函数解析表达式,并利用表征光束相干性的空间复相干度系数,详细分析了GSM阵列光束在大气湍流中传输时的空间相干性变化规律。研究结果表明:径向分布GSM阵列光束的空间相干性由子光束空间相干长度、传输距离、大气折射率结构常数及相对径向填充因子等因素共同确定;径向分布GSM阵列光束通过湍流大气时,其空间相干度在传输过程中会出现多峰值现象,但是随着传输距离增大,多峰值现象逐渐消失并趋向于高斯分布,并且随着距离增大空间相干度宽度逐渐减小,光束空间相干性变差。 展开更多
关键词 空间相干度 高斯- 谢尔模型 阵列光束 大气湍流 交叉谱密度函数
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光阑对偏振高斯-谢尔模型光束偏振特性的影响(英文) 被引量:1
13
作者 刘钧 曹杏 +2 位作者 高明 吕宏 巩蕾 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期1-10,共10页
根据广义惠更斯-菲涅尔原理和Collins公式,基于复高斯函数展开法,推导出椭圆偏振的高斯-谢尔模型光束经过矩形光阑衍射后的交叉谱密度公式,结合斯托克斯矢量理论推导了椭圆偏振高斯-谢尔模型光束在接收平面的光强、偏振度、方位角和椭... 根据广义惠更斯-菲涅尔原理和Collins公式,基于复高斯函数展开法,推导出椭圆偏振的高斯-谢尔模型光束经过矩形光阑衍射后的交叉谱密度公式,结合斯托克斯矢量理论推导了椭圆偏振高斯-谢尔模型光束在接收平面的光强、偏振度、方位角和椭圆度的表达式,数值分析了光阑的孔径遮拦比对光强、偏振度及方位角和椭圆度的影响.结果表明,光阑的孔径遮拦比在近场区对经过光阑后椭圆偏振高斯-谢尔模型光束的光强和偏振特性有显著影响;随着传输距离的增大,光强和偏振特性受孔径遮拦比的影响减小,光强和偏振特性变化平稳. 展开更多
关键词 光阑 孔径遮拦比 高斯-谢尔模型光束 椭圆偏振 传输与变换
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部分空间和部分光谱相干高斯-谢尔模型脉冲光束在自由空间中的光谱和时间特性 被引量:3
14
作者 丁超亮 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1855-1860,共6页
对部分空间和部分光谱相干2维高斯-谢尔模型脉冲光束在自由空间传输的光谱和时间特性做了详细的数值研究。结果表明,部分空间和部分光谱相干高斯-谢尔模型脉冲光束在自由空间传输中发生了光谱移动,光谱移动与场点位置、空间相关长度和... 对部分空间和部分光谱相干2维高斯-谢尔模型脉冲光束在自由空间传输的光谱和时间特性做了详细的数值研究。结果表明,部分空间和部分光谱相干高斯-谢尔模型脉冲光束在自由空间传输中发生了光谱移动,光谱移动与场点位置、空间相关长度和时间相干长度有关。在轴上,光谱出现蓝移,相对光谱移动随传输距离的增加而增大,随空间相关长度和时间相干长度的增加而减小,并逐渐趋于一定值。在轴外,光谱出现蓝移和红移,并与空间相关长度和时间相干长度有关。脉冲时间波形不变,对所得主要结果做了物理解释。 展开更多
关键词 部分空间和部分光谱相干脉冲 高斯-谢尔模型 脉冲光束 自由空间 光谱移动 空间相关长度
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GSM光束在负折射率介质中的传输特性研究 被引量:2
15
作者 许森东 徐弼军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期595-598,共4页
为了研究高斯-谢尔模型光束在负折射率介质中的传输特性,利用矩阵光学理论、衍射积分理论、相干偏振统一理论推导了高斯-谢尔模型光束通过负折射率介质中传输交叉谱密度方程的解析表达式,并利用该解析表达式得到了高斯-谢尔模型光束通... 为了研究高斯-谢尔模型光束在负折射率介质中的传输特性,利用矩阵光学理论、衍射积分理论、相干偏振统一理论推导了高斯-谢尔模型光束通过负折射率介质中传输交叉谱密度方程的解析表达式,并利用该解析表达式得到了高斯-谢尔模型光束通过负折射率介质的谱密度和谱相干度。结果表明,高斯-谢尔模型光束的谱密度和谱相干度都可以通过负折射率介质的工作频率调控。此研究结果提供了一种新的调控光传输的方法和技术。 展开更多
关键词 激光物理 高斯-谢尔模型光束 负折射率介质 谱密度 谱相干度
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1维部分相干光束的Z扫描理论分析 被引量:2
16
作者 刘永欣 蒲继雄 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1947-1950,共4页
对使用高斯-谢尔模型光束的Z扫描做了理论分析,研究了光阑半径和空间相干度变化对Z扫描曲线的影响。研究发现:随着光阑半径的变大,Z扫描峰谷透过率之差逐渐减小直至为零,其作用效果与完全相干光一致;随着空间相干度的增加,峰谷透过率之... 对使用高斯-谢尔模型光束的Z扫描做了理论分析,研究了光阑半径和空间相干度变化对Z扫描曲线的影响。研究发现:随着光阑半径的变大,Z扫描峰谷透过率之差逐渐减小直至为零,其作用效果与完全相干光一致;随着空间相干度的增加,峰谷透过率之差也逐渐增大,当空间相干度大于某一定值后,峰谷透过率之差达到饱和不变。部分相干光束的Z扫描实验为测量其空间相干度提供了一种可行的方法。 展开更多
关键词 高斯-谢尔模型光束 Z扫描 非线性光学 归一化透过率 空间相干度
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激光束的参数描述 被引量:2
17
作者 彭愿洁 吕百达 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期580-583,587,共5页
基于对激光束按空间对称性和空间相干性的分类 ,对激光束的参数描述进行了研究。以有扭曲的各向异性高斯 谢尔模型光束、有扭曲的各向同性高斯 谢尔模型光束、各向异性高斯 谢尔模型光束、旋转简单像散高斯 谢尔模型光束、准直简单像散... 基于对激光束按空间对称性和空间相干性的分类 ,对激光束的参数描述进行了研究。以有扭曲的各向异性高斯 谢尔模型光束、有扭曲的各向同性高斯 谢尔模型光束、各向异性高斯 谢尔模型光束、旋转简单像散高斯 谢尔模型光束、准直简单像散高斯 谢尔模型光束、各向同性高斯 谢尔模型光束、复杂像散高斯光束、旋转简单像散高斯光束、准直简单像散高斯光束和无像散高斯光束为典型例 ,对它们的分类和独立特征参数的数目作了详细分析。 展开更多
关键词 激光束描述 高斯-谢尔模型光束 扭曲 复杂像散 简单像散
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高斯-谢尔模型光束通过聚焦光学系统的偏振特性 被引量:1
18
作者 陈凯 朱东旭 焦宏伟 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期246-250,共5页
为了研究高斯-谢尔模型光束的偏振特性,采用交叉谱密度矩阵的方法,研究了该光束通过聚焦光学系统的偏振特性,得到了完全偏振和完全非偏振光束保持偏振度不变的条件,并给出了通过聚焦光学系统后传输平面偏振度实现均匀分布的条件。结果表... 为了研究高斯-谢尔模型光束的偏振特性,采用交叉谱密度矩阵的方法,研究了该光束通过聚焦光学系统的偏振特性,得到了完全偏振和完全非偏振光束保持偏振度不变的条件,并给出了通过聚焦光学系统后传输平面偏振度实现均匀分布的条件。结果表明,聚焦光学系统中偏振度在焦点位置附近有明显的起伏变化;焦点位置上的偏振度等于其在自由空间传输时的远场稳定偏振度。该研究对激光传输领域具有重要的理论和现实意义。 展开更多
关键词 激光光学 偏振特性 交叉谱密度矩阵 高斯 谢尔模型光束 聚焦光学系统
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高斯-谢尔模光束在湍流大气中的传输特征参数 被引量:1
19
作者 黄永平 赵光普 高曾辉 《西南师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期31-36,共6页
基于广义惠更斯-菲涅耳原理和Winger分布函数(WDF)二阶矩的定义,推导出高斯-谢尔模型(GSM)光束在湍流中的均方根束宽、角宽以及M2因子的解析表达式,并进行了详细分析和数值计算.结果表明,它们分别随光束的相干长度σ、束腰宽度w0、波长... 基于广义惠更斯-菲涅耳原理和Winger分布函数(WDF)二阶矩的定义,推导出高斯-谢尔模型(GSM)光束在湍流中的均方根束宽、角宽以及M2因子的解析表达式,并进行了详细分析和数值计算.结果表明,它们分别随光束的相干长度σ、束腰宽度w0、波长λ、湍流的折射率起伏结构常数C2n和传输距离z的变化而变化.随着C2n和z的增大,以及σ的减小,GSM光束在湍流大气中的均方根束宽、角宽以及M2因子明显增大. 展开更多
关键词 激光光学 高斯-谢尔模型(GSM)光束 M2因子 均方根束宽和角宽 大气湍流
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部分相干矩形阵列光束在自由空间中的谱移 被引量:1
20
作者 潘雷雷 张彬 潘平平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1473-1478,共6页
根据广义惠更斯-菲涅尔衍射积分方法,推导出按矩形方式排布的部分相干高斯-谢尔模型阵列光束的光谱传输公式,定量分析了部分相干高斯-谢尔模型阵列光束在自由空间传输时轴上和离轴相对谱移的变化,并详细讨论了阵列参数和子光束的空间相... 根据广义惠更斯-菲涅尔衍射积分方法,推导出按矩形方式排布的部分相干高斯-谢尔模型阵列光束的光谱传输公式,定量分析了部分相干高斯-谢尔模型阵列光束在自由空间传输时轴上和离轴相对谱移的变化,并详细讨论了阵列参数和子光束的空间相干参数对相对谱移的影响。结果表明,部分相干高斯-谢尔模型阵列光束通过自由空间传输后,其相对谱移与光源处的谱密度、子光束的空间相干参数以及子光束数目和子光束间距等阵列参数有关,其中,阵列参数对相对谱移的影响非常显著。 展开更多
关键词 高斯-谢尔模型 矩形阵列光束 谱移 阵列参数
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