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《合肥工业大学》 2004年
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非傍轴衍射理论的研究及其应用

胡继刚  
【摘要】: 在传统的标量衍射理论中,采用光场复振幅的平方作为光强的定义来描述光场的能量传输规律。考虑到光场能流密度的矢量特性,这种方法具有很大的局限性,只适用于描述傍轴标量光场,而不适用于对非傍轴标量光场的描述。对于非傍轴标量光场能量传输规律的描述则必须考虑其能流密度的矢量特性,应当采用光强的精确定义——单位时间单位面积上所流过能量的时间平均值来精确地描述某一横截面上的能流,这也与光强的实际测量值是一致的。本研究课题应用光场的角谱衍射理论,将平面孔衍射场表示为传播波和倏逝波的叠加,系统地研究了傍轴标量光场和非傍轴标量光场的能量传输规律;以高斯光波通过微小孔后的非傍轴光束为例,计算了垂直于光束传输轴横截面上的精确光强与总能流;利用垂直于光束传输轴的横截面上光强的精确定义,将由Siegman提出的用于描述光束质量的傍轴光束的光强二阶矩理论推广到了非傍轴标量光束,并系统地研究了非傍轴标量光束的光强二阶矩传输规律,在此基础之上,给出了非傍轴标量光束的束腰半径、远场发散角和非傍轴光束的光束质量因子M~2,并与传统光强定义下的结论进行了比较,得到了一些新的结论;以高斯光波为例,计算了有硬边光阑限制条件下非傍轴高斯光束的质量因子,计算了在自由空间中传输的非傍轴双曲正弦高斯光束、非傍轴双曲余弦高斯光束的光束质量因子并和傍轴的情况进行对比;利用角谱衍射理论和量子力学不确定关系对于扫描近场光学显微镜的基本原理——超衍射极限分辨率的突破进行了定性分析。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O436.1

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 朱东济;大功率半导体激光器阵列远场光分布特性研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 智佩;基于体散斑相位恢复的曲率半径测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱星;近场光学与近场光学显微镜[J];北京大学学报(自然科学版);1997年03期
2 曹清,邓锡铭,郭弘;横截面上光强的精确表述[J];光学学报;1996年07期
3 李志扬,刘武,李贤芳,李兴教;光子扫描隧道显微镜的角谱传递函数[J];光学学报;1999年11期
4 邓小玖,吴本科,肖苏;微小孔近场衍射的能量传输[J];光学学报;2001年12期
5 曹清,邓锡铭,郭弘;非傍轴光束的光束质量因子.I.定义[J];光学学报;1996年09期
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7 黄浩,裴先登,黄俊;近场记录光盘的写入能量的研究[J];光学学报;1999年02期
8 谢建平,方晖,王守涛,吴为民,王刚,吴云霞,高伟,张国平,明海;近场衍射图样的抽样定理处理方法[J];光学学报;1999年06期
9 邓小玖,王建国,蒋凉,谢莉莎;标量高斯光束的能量传输[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2001年06期
10 邓小玖,胡继刚,刘彩霞,王建国;光束质量因子的研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2002年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李祥;在杨氏双缝干涉装置中引入偏振片的几点讨论[J];阿坝师范高等专科学校学报;2005年03期
2 刘越峰,张琨;自准直法测量薄透镜焦距时关于干扰像问题的分析[J];阿坝师范高等专科学校学报;2005年03期
3 李孝芳;浅谈透镜的傅里叶变换作用[J];安徽教育学院学报;2000年03期
4 王仁义;薄透镜成像的几何光学规律及其傅里叶解释[J];安徽教育学院学报;2002年03期
5 周宗元;关于高斯定理和电场叠加原理的讨论[J];安徽广播电视大学学报;2001年01期
6 李国祥;偶极子在一般外场中的能量与受力[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年02期
7 郭建友,吴晓东;Sech~2(βr)型势阱中相对论粒子的束缚态[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年02期
8 周芳;郭建友;;第二类Pschl-Teller赝自旋对称势场相对论粒子的束缚态[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年01期
9 刘全跃;电磁波动量密度的普适公式[J];安徽机电学院学报(自然科学版);1997年03期
10 王东;;矢量衍射场中倏逝波的研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2012年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙明竹;赵新;程小燕;孙程;卢桂章;;面向复杂作业的微操作机器人关键技术研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 邓履璧;;量子物理光学[A];第十五届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2012年
3 李小兵;杨明红;廖招龙;;端面镀膜的光纤湿度传感器的实验研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 李宾中;吕百达;;部分偏振部分相干光并合光束的偏振与传输变换特性[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 胡正良;杨华勇;阳明晔;;《信息光学》课程建设探讨[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 张德勇;程海峰;唐耿平;刘海韬;周永江;;吸收剂形状对雷达吸波材料性能的影响研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(8)[C];2007年
7 ;Coherent and incoherent off-axis Hermite-Gaussian beam combinations[A];湖北省激光学会论文集[C];2000年
8 张艳;张彬;文侨;;部分相干平顶光束的光谱传输特性[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
9 彭勇;胡晓阳;周文超;易亨瑜;田小强;张卫;;大口径激光束参量直接诊断技术[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
10 章吉良;许政权;陈益新;;用平面内散射的测量方法研究LiNPO_3平面光波导中的光折变效应[A];第二届全国光散射学术会议论文集(上)[C];1983年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵翔;激光驱动飞片点火设计技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 董渊;双半高斯空心光束的形成、传输及控制技术研究[D];长春理工大学;2010年
3 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陈大庆;光学信息处理技术在鲁棒数字水印中的应用研究[D];苏州大学;2010年
5 闫华;铜合金表面激光复合耐磨层及界面特性研究[D];华中科技大学;2010年
6 吴云良;扫描近场光学显微镜若干关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 陈蓓冉;同轴型准光腔短毫米波辐射源的研究[D];电子科技大学;2010年
8 吕小俊;双曲/抛物σ-发展型方程研究[D];浙江大学;2010年
9 张熙;II-VI族半导体耦合/复合低维结构光学非线性[D];武汉大学;2009年
10 张劲;QCD求和规则与若干强子结构[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨冬;啁啾激光抑制等离子体参量不稳定性的研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 赵阳;太赫兹波带片的研究[D];山东科技大学;2010年
3 阴贵郁;基于图像处理技术的激光M~2因子测量方法研究[D];长春理工大学;2010年
4 王悦竹;80口径观鸟镜ED光学系统设计[D];长春理工大学;2010年
5 李旷野;基于PSD的高精度位移传感器的研究[D];长春理工大学;2010年
6 时博;三个不同边界条件下的Sturm-Liouville问题的迹公式[D];郑州大学;2010年
7 张春懋;齿啮式输出谐波传动柔轮变形函数与齿形研究[D];大连理工大学;2010年
8 王德佳;面向微纳流控芯片的装配方法及装置[D];大连理工大学;2010年
9 刘博;上海地铁8号线管壁位移实时监测系统[D];中国海洋大学;2010年
10 王贤平;基于ATM方法讨论几个基本量子问题[D];江西师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐满平,周杰;MATLAB在二元光学元件设计中的应用[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2005年01期
2 方高瞻,肖建伟,马骁宇,冯小明,王晓薇,刘媛媛,刘斌,谭满清,蓝永生;大功率808nm AlGaAs/GaAs宽波导量子阱激光二极管(英文)[J];半导体学报;2002年08期
3 王道光;孙镭;周红生;;双透镜牛顿环干涉法测曲率半径[J];物理与工程;2010年03期
4 于斌,彭翔;基于级联相位恢复算法的光学图像加密[J];光学学报;2005年07期
5 刘永峰;张明辉;沈夏;魏青;韩申生;;相位恢复算法在量子关联衍射成像中的应用研究[J];光学学报;2007年11期
6 杨绍光,谢行恕,赵永飞,贾成芝;位相恢复法重现软X射线同轴全息图[J];光学学报;1999年04期
7 谭峭峰,魏晓峰,向勇,严瑛白,金国藩;YG算法设计分数傅里叶变换衍射光学光束整形器件[J];光子学报;2005年11期
8 李圣怡;胡晓军;吴宇列;;大镜面在位检测中的相位恢复技术研究[J];光子学报;2009年02期
9 吕百达,张彬,蔡邦维,翟群;高功率二极管泵浦固体激光器的技术问题和应用前景分析[J];红外与激光工程;1996年01期
10 傅恩生;半导体二极管激光器光学[J];激光与光电子学进展;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 刘伯晗;基于液晶空间光调制器的相干光波前实时变换的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 徐强;半导体激光器光束传输特性研究[D];西安电子科技大学;2007年
3 孟祥锋;基于迭代相位恢复算法和相移干涉术的光学信息安全技术的研究[D];山东大学;2008年
4 胡晓军;大型光学镜面相位恢复在位检测技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
5 单明广;用于并行激光直写的连续深浮雕谐衍射透镜阵列技术[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘彩霞;微小孔近场衍射的研究及其应用[D];合肥工业大学;2003年
2 郑春艳;大功率半导体激光器面阵的准直和均匀化研究[D];电子科技大学;2003年
3 王强;大功率激光二极管光速特性研究[D];西安电子科技大学;2005年
4 沈洪斌;光栅型波前曲率传感器相位恢复算法研究[D];国防科学技术大学;2005年
5 仇智;干涉显微镜测量球面小曲率半径方法研究[D];南京理工大学;2006年
6 王中林;基于白光等厚干涉原理的光学球面曲率半径自动测量系统研究[D];华中师范大学;2006年
7 张磊;光场重构及衍射逆运算研究[D];昆明理工大学;2006年
8 左言胜;光场的计算与相位恢复的方法研究[D];安徽大学;2007年
9 李怀龙;矢量衍射理论的比较研究及其应用[D];合肥工业大学;2007年
10 刘晶;光学散斑原理及其应用研究[D];长春理工大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 华伟 ,谭炳麟 ,王成焘 ,李建华;磁头浮动系统研究工作的近期进展[J];电子计算机外部设备;1995年05期
2 李志扬,刘武,刘立民,袁观宇,黄光明,胡秉宜,叶苏孙,马宁;光子扫描隧道显微镜研究[J];电子器件;1994年03期
3 曹清,邓锡铭,郭弘;横截面上光强的精确表述[J];光学学报;1996年07期
4 邓小玖,吴本科,肖苏;微小孔近场衍射的能量传输[J];光学学报;2001年12期
5 曹清,邓锡铭,郭弘;非傍轴光束的光束质量因子.I.定义[J];光学学报;1996年09期
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7 张国平,明海,陈晓刚,吴云霞,谢建平;扫描近场光学显微镜中两类光纤探针传输特性的研究[J];光学学报;1998年07期
8 郭继华,郭峰,朱兆明;微小孔衍射──近场光学理论[J];光学学报;1998年10期
9 黄浩,裴先登,黄俊;近场记录光盘的写入能量的研究[J];光学学报;1999年02期
10 谢建平,方晖,王守涛,吴为民,王刚,吴云霞,高伟,张国平,明海;近场衍射图样的抽样定理处理方法[J];光学学报;1999年06期
【相似文献】
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1 曹清,邓锡铭,郭弘;非傍轴光束的光束质量因子.I.定义[J];光学学报;1996年09期
2 朱峰;罗永健;薛延平;苗润才;;斜入射条件下毛细波的激光衍射[J];光电子.激光;2009年06期
3 尤素萍;蔡本晓;吴跃丽;徐文武;;合成孔径技术和光的衍射理论[J];中国现代教育装备;2010年11期
4 王朔中;衍射理论在回声形成中的应用[J];声学学报(中文版);1985年05期
5 阮诗森;欧阳艳蓉;;共焦球面腔的衍射模拟[J];咸宁学院学报;2009年03期
6 王青圃,刘华,许福运;激光谐振腔衍射理论讨论[J];激光杂志;1990年05期
7 徐峰,蔡小舒,赵志军,沈嘉琪;光散射粒度测量中采用Fraunhofer衍射理论或Mie理论的讨论[J];中国粉体技术;2003年02期
8 陈万金;栾庆国;;衍射光场的纵向效应及其应用[J];吉林师范大学学报(自然科学版);2009年01期
9 赵书华;刘晓静;吴义恒;王岩;王清才;陈万金;张丙新;尹新国;;大分子双缝衍射中的退相干现象[J];吉林大学学报(理学版);2010年06期
10 马亮;吴逢铁;蒲继雄;;螺旋轴棱锥的光束传输特性[J];强激光与粒子束;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 盛正卯;;光束质量因子小于1的新光束[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
2 朱晓峰;章东;龚秀芬;;基于角谱方法的二次谐波声场的研究[A];中国声学学会2003年青年学术会议[CYCA'03]论文集[C];2003年
3 陆璇辉;张蕾;陈许敏;程波涛;;空心光束的研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
4 袁兴起;张登攀;张辉;;多粒子场侧向散射总光强性质研究[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
5 张亚杰;冯玉龙;曹坤芳;冯志立;;不同光强环境下4种榕树幼苗的光合特性[A];中国植物生理学会全国学术年会暨成立40周年庆祝大会学术论文摘要汇编[C];2003年
6 吴翔;陆祖康;王攸;;大功率InGaAs/AlGaAs SCH DQW激光器光束质量因子M~2的研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
7 崔瑛;;浅谈光束质量因子M~2[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
8 丁国超;周真;黄很金;秦勇;王丽杰;;激光乳粉成分分析理论与实验研究[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
9 阎秀峰;王洋;戴绍军;;光强对喜树幼苗叶片中喜树碱的影响[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编(1933—2003)[C];2003年
10 吴栋;朱日宏;陈磊;何勇;吴子明;;移相干涉仪的主动抗振技术:光强-相位法振动探测与补偿[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 志成;吴光强的“精神”观[N];中国化工报;2001年
2 记者 杨烨 张莫;张光强:国家应考虑设立“大病救助”专项资金[N];经济参考报;2010年
3 本报记者 童学群;上班路上遭遇车祸为何不能算工伤?[N];南方日报;2005年
4 记者 黄妍婷;刘可清会见捷波董事长杨光强[N];闽南日报;2010年
5 谢静;潜心科研 精心育人[N];湖北日报;2007年
6 本报记者 周清春;农业“硅谷”以“技”推进新农村建设[N];科技日报;2006年
7 李学友通讯员 顾晓东;为了法律的尊严[N];毕节日报;2008年
8 霍鑫;把杨凌建成社会主义新农村示范区[N];中国高新技术产业导报;2007年
9 本报记者 孙文生;科技示范推广是杨凌永恒的重任[N];陕西日报;2007年
10 张劲光;我市展团举行首场集中签约仪式[N];咸阳日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱峰;液体表面特性的光学可视化[D];陕西师范大学;2008年
2 刘普生;相干和相关奇点光学效应研究[D];四川大学;2007年
3 杨晔;高亮度大功率半导体激光器研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
4 徐克章;人参、西洋参叶片光合作用特性的研究[D];南京农业大学;2003年
5 林波;岷江冷杉林群落几种树苗对光强的响应与适应[D];中国科学院研究生院(成都生物研究所);2006年
6 王彩霞;嵌入式激光光束质量分析系统的研究[D];长春理工大学;2009年
7 吴翔;半导体激光光束的特性及其耦合技术[D];浙江大学;2004年
8 门中华;冬小麦硝态氮利用的生理特征及其影响因素[D];西北农林科技大学;2004年
9 陈伟;掺稀土光子晶体光纤制备及其特性研究[D];华中科技大学;2011年
10 周相娟;根瘤菌、铵态氮、光照强度对大豆固氮和光合作用影响的研究[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡继刚;非傍轴衍射理论的研究及其应用[D];合肥工业大学;2004年
2 刘彩霞;微小孔近场衍射的研究及其应用[D];合肥工业大学;2003年
3 汪滢;不同光强下观光木生理生态特征[D];福建师范大学;2012年
4 边江;番茄叶片动态光合的光响应特性研究[D];河北农业大学;2011年
5 张晓路;多芯双包层光纤激光器的关键技术研究[D];北京交通大学;2012年
6 胡海蕾;LED照明光学系统的设计及其阵列光照度分布研究[D];福建师范大学;2005年
7 王博文;喜树幼苗次生代谢产物对光强的响应[D];东北林业大学;2006年
8 张丙芳;多层纳米膜表面等离子体共振的理论研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 任利兵;横向塞曼—双折射He-Ne双频激光器特性及其“双频”稳定性研究[D];北京化工大学;2007年
10 袁征;铁、不同氮源和光强对海洋微藻生长的交互影响[D];中国海洋大学;2003年
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