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.

非傍轴余弦-高斯光束的传输

从功率密度的二阶矩方法出发,对非傍轴余弦一高斯(CoG)光束的传输特性进行了系统的研究。结果表明,基于二阶矩定义的束宽在传输过程中满足简单的双曲线变化规律。非傍轴CoG光束的M^2因子不仅与偏心参数α有关,而且还与f参数有关。在1/f足够小时,M^2因子可小于1。当1/f→0时,远场发散角趋于渐近值63.435°。对于α=0(Ω_0=0)的特例,非傍轴CoG光束的M^2因子退化为非傍轴高斯光束的M^2因子。