部分相干涡旋光束的传输特性

研究了部分相干高斯-谢尔模型光束经过整数阶螺旋形位相板之后形成的部分相干涡旋光束,着重研究这种部分相干涡旋光束的传输特性。研究结果表明,这种光束在传输中呈现出环状结构的特点;整数阶螺旋形位相板的阶数越高,环状结构的半径越大：当入射的部分相干高斯-谢尔模型光束的空间相干度降低到一定程度时,环状结构消失了。此外,还研究了入射光束的空间相干度对衍射场中的光谱相干度的影响。     

部分相干厄米高斯光束的传输特性

研究了部分相干厄米高斯光束在自由空间的傍轴传输性质,根据交叉光谱密度函数得到了不同模阶数的光强分布、平均光束束宽和光束质量因子的解析表达武,结果表明相干长度对光强分布影响较大,较高的模阶数使得光束展宽得越快,光束质量变差,且这两个光束参量的关系与部分相干厄米高斯光的相干长度无关.     

贝塞尔光束在湍流大气中传输的实验研究

高斯光束通过螺旋相位板和轴棱锥可获得高阶贝塞尔光束。在实验室模拟大气湍流并研究了贝塞尔光束在湍流大气中的传输特性。着重讨论了湍流扰动强弱及拓扑荷数变化对贝塞尔光束传输特性的影响。实验表明,湍流强弱及拓扑荷数变化都会影响贝塞尔光束的传输,大气湍流会降低贝塞尔光束的相干性。     

部分相干平顶光束通过ABCD光学系统的传输特性

利用惠更斯-菲涅尔衍射积分公式导出了部分相干平顶高斯光束(PCFGB)通过ABCD光学系统的传输公式。进一步导出了PCFGB在自由空间中传输的光强分布公式和等效束宽传输公式,且进行了数值计算及分析,并和FMGB的传输特性作了比较。研究结果表明,PCFGB在自由空间中传输时,随着传输距离的增大,其光强分布的平顶部分不会消退,但是它的束宽快速增大而光强快速减小,这与FMGB的传输特性有很大不同。     

部分相干脉冲高斯光束在远场的光谱异常行为

基于瑞利-索未菲衍射积分理论,推导出了部分相干脉冲高斯光束经光阑衍射后光谱的解析表达式,在此基础上研究了部分相干脉冲高斯光束在远场位相奇点附近出现的光谱异常行为及激光脉冲宽度T,截断参数δ,相干参数Δ对光谱开关和谱移的影响.结果表明,在临界衍射角θc附近光谱开关出现.激光束的脉冲宽度T,截断参数δ,相干参数Δ均影响衍射脉冲的远场光谱行为.通过改变脉冲周期T和截断参数δ及相干参数Δ可使光谱从红移到蓝移发生变化,这在信息编码中有潜在的应用.     

高斯-谢尔光束在斜程大气湍流中的短期光束展宽

基于广义惠更斯-菲涅耳原理,利用Yura期展宽理论和ITu-R大气结构模型,研究斜程湍流大气部分相干高斯-谢尔（GSM）光束的短期光束展宽。根据推导的解析表达式,得出短期光束展宽小于长期光束展宽。数值模拟了短期光束展宽随波长、初始半径、接收机高度、光源相干性的变化。结果表明：当增加入射波波长、增大波束初始半径、提高接收机高度时,光源相干性变差,短期光束展宽变小,受大气湍流影响小,有利于激光通信。     

部分相干局域空心光束

从理论和实验上研究了利用轴棱锥-透镜系统产生的部分相干局域空心光束,并讨论了入射部分相干光的空间相干度和轴棱锥与透镜之间距离对部分相干空心光束的影响。研究结果表明,入射部分相干光的空间相干度越大,产生的部分相干局域空心光束的暗中空区域越小,而轴棱锥与透镜之间距离越小,部分相干局域空心光束的暗中空区域越大。实验表明,改变入射部分相干光的空间相干度和轴棱锥与透镜间的距离,可以有效地改变部分相干局域空心光束的暗中空区域,以此来实现部分相干局域空心光束在原子囚禁和原子导引等方面的应用。     

部分相干径向偏振光在自由空间中的传输

基于交叉谱密度函数的传输定律及相干与偏振的统一理论,研究了部分相干径向偏振光在自由空间中的传输。结果表明：由于相干诱导作用,部分相干径向偏振光在自由空间中传输时其光强与偏振度都发生了变化,传输过程中径向偏振光的光强由原来的空心逐渐变为平顶接着变为高斯型,而不同的相干度下光束的偏振度在传输过程中的变化情况不同。     

艾里光束在超常介质中的传输特性

艾里光束(Airy beam)是近年来备受关注的新型无衍射激光束之一,艾里激光束具有自由加速、无衍射及自愈等奇异特性,并具有重要应用前景。超常介质为人工微结构材料,它使人们具备按需要设计介质参数的能力。基于一维光束传输方程,获得了超常介质中艾里光束复振幅传输解析表达式。数值计算结果表明,超常介质中艾里光束振幅的大小与在正常介质中完全相同,而振幅的虚部和相位正好相反。所得结果为人们操控艾里光束提供支持。     

湍流大气中SHG光束和EHG光束的M~2因子的比较

基于广义的惠更斯-菲涅尔原理和Wigner分布函数(WDF)二阶矩的定义,对常规厄米-高斯(SHG)光束和复宗量厄米-高斯(EHG)光束通过湍流大气的M2因子和相对M2因子进行了对比分析.结果表明,大气湍流中在相同条件下的SHG和EHG光束的M2因子存在明显的差异,仅有阶数m=0、m=1时SHG和EHG光束的M2因子的相等,当m≥2时,EHG光束的M2因子比SHG光束显著小,但SHG光束的相对M2因子比EHG光束的显著小,说明SHG光束比EHG光束受湍流大气影响更小.     

部分相干贝塞尔光束的聚焦特性

研究了部分相干贝塞尔光束经过光阑透镜聚焦后的光强分布。研究表明．部分相干贝塞尔光束在几何焦点附近的光强分布不仅取决于阶数和贝塞尔光束系数,还与相干度有关。据此,可以通过选择合适的参数。产生部分相干局域空心光束。产生的局域空心光束运用广泛,如微粒导引,捕获和诱导旋转等等。还有一些研究者采用局域空心光束来构成激光导管、光学镊子和光学扳手,从而实现微观粒子的精确、无接触操纵和控制。     

部分相干光的夫琅禾费衍射特性

从部分相干光的传输理论出发,推导出了高斯-谢尔模型光束所描述的部分相干光通过夫琅禾费单缝衍射后光强分布的表达式,通过数值计算对这种光束通过单缝光阑系统后观察屏上的光强分布特点进行了讨论,并和完全相干高斯光束的情况做了对比分析。结果表明,通过单缝系统后部分相干光在观察屏上的光强分布与光场空间相干性、单缝系统的缝参量和观察屏到入射屏的距离有关,并且对这几种因素的影响进行了分析。     

部分相干光通过光阑像散透镜的传输特性

本文从部分相干光的传榆理论出发,推导出高斯-谢尔模型(GSM)光束所描述的部分相干光通过光阑像散透镜后轴上的表示式,并通过数值计算对部分相干光通过光阑像散透镜后的传榆特性进行了分析.研究结果表明,被光阑像散透镜聚焦的部分相干光在其轴上的光强特性与光阑衍射、光场的相干性和透镜的像散有关.并对比分析了有像散和无像散两种情况下部分相干光的传输特性.     

纵向场成分对部分偏振高斯-谢尔模型光束传输特性的影响

采用部分相干光的传输理论,推导出了部分偏振高斯-谢尔模型光束传输的3×3阶交叉谱密度矩阵的解析表达式。与其傍轴传输相比,纵向场成分的出现不仅改变了光强在横截面上的对称性分布,还对部分偏振高斯-谢尔模型光束的相干性质和偏振性质产生重要影响。     

高斯光腔中部分相干光频谱演化特性的矩阵分析

利用部分相干光的张量ABCD定律，采用解析的方法研究了部分相干的非轴对称高斯-谢尔模（GSM）光束在高斯型光腔内的频谱演化特性，结果表明非轴对称GSM光束的相对频移与振荡的次数以度光腔的参数有关．解析的分析方法避免了已往处理部分相干光频谱演化时采用数值积分所带来的计算冗长的问题，并且适用于任意的傍轴光学系统．