部分相干部分偏振光束的特性和应用研究
【摘要】：
本文首先对部分相干部分偏振光束的特性进性了研究，研究的基本方法是互相干函数(相干矩阵元)传输的直接衍射积分方法和矢量光束的BCP矩阵处理方法。
对GSM光束任意缝宽的双缝衍射进行了计算，用衍射的方法直观地分析了杨氏双缝实验屏上相干性，即相干参数对条纹可见度影响，并同时分析了双缝的遮拦比对条纹可见度的影响。
分析了GSM光束经加不同方向偏振片的双缝的衍射，对衍射场中的相干性和偏振特性进行了分析。直观地说明了杨氏双缝实验的条纹可见度与双光束的偏振角度的关系，得到了光束不同偏振成分间的相干性差别。
对GSM光束和PGSM光束经尺寸有限的偏振光栅(PG)衍射后，衍射场的偏振特性进行了分析。得出了GSM光束和PGSM光束经偏振光栅衍射后，偏振度分布都是非均匀的，且受偏振光栅尺寸和周期影响的关系。
详细分析了PGSM光束的焦移特性。在透镜前加偏振片后，根据不同的偏振片透振方向得到了PGSM光束焦移与PGSM光束的偏振状态、相干参数比α_1／α_2的关系。说明光束的矢量性会影响其聚焦性质。在θ=θ°和α_1=α_2=α时，PGSM光束的焦移特性与GSM光束的焦移特性相同。
本文还对部分相干部分偏振光束的应用进行了探讨。用模拟退火优化算法，对GSM光束的位相恢复进行了探讨。得到了该算法用于GSM光束位相恢复设计的经验和位相恢复的初步结果。
最后，对相干参数的测量方法进行了讨论和设计。可测量的相干参数为
四J；I大学博士学位论文 摘要
光束的时间相干函数、相干长度、相干度的绝对值、平均相干度以及平均横
向相干长度。对矢量光束的偏振度和相干矩阵元的测量也做了方法讨论。
【关键词】：部分相干 部分偏振 BCP矩阵 GSM光束 PGSM光束 【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：O436.1
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2002.121044
【目录】：
- 第一章 引言8-23
- §1．1 部分相干部分偏振光束的相干、偏振特性研究和发展概况8-15
- §1．1．1 利用杨氏实验对光束相干、偏振特性研究8-11
- §1．1．2 部分相干部分偏振光束传输特性的研究11-12
- §1．1．3 部分相干光的空间整形及相干参量的测量研究12-15
- §1．2 GSM光束和PGSM光束15-17
- §1．3 本文的研究内容17-23
- 第二章 部分相干光的双光束干涉理论23-48
- §2．1 部分相干光的双光束干涉强度分布23-32
- §2．1．1 准单色光的双光束干涉强度分布光强分布23-28
- §2．1．2 空间频域中双光束干涉的谱密度分布28-32
- §2．2 GSM光束经加偏振片的双缝的衍射32-45
- §2．2．1 GSM光束双狭缝的衍射的几何近似32-35
- §2．2．2 部分相干光被任意孔径衍射35-37
- §2．2．3 GSM光束被任意缝宽的双缝衍射37-45
- §2．3 小结45-48
- 第三章 部分相干部分偏振光束衍射传输的相干特性和偏振特性48-83
- §3．1 光束相干偏振矩阵（BCP matrix）48-55
- §3．2 部分相干部分偏振光束的可见度55-59
- §3．3 GSM光束经双缝衍射传输的偏振度、强度分布59-80
- §3．3．1 窄带GSM光束经加偏振片的双缝衍射59-71
- §3．2．2 宽带GSM光束经加偏振片的双缝衍射71-80
- §3．4 小结80-83
- 第四章 GSM光束和PGSM光束经偏振光栅的衍射的偏振特性研究83-100
- §4．1 GSM光束经偏振光栅衍射传输的偏振特性分析84-91
- §4．2 PGSM光束经偏振光栅衍射传输的偏振特性分析91-98
- §4．3 小结98-100
- 第五章 部分相干部分偏振光束的焦移100-118
- §5．1 部分相干的高斯谢尔模型（GSM）光束的焦移100-101
- §5．2 部分偏振高斯谢尔模型（PGSM）光束的焦移101-115
- §5．3 小结115-118
- 第六章 部分相干光的空间整形118-138
- §6．1 模拟退火算法的一般描述122-127
- §6．1．1 Mtropolis准则123-125
- §6．1．2 模拟退火算法125-127
- §6．2 GSM光束的位相恢复127-136
- §6．3 小结136-138
- 第七章 相干参数的测量138-150
- §7．1 一种相干函数的测量方法138-141
- §7．2 用杨氏干涉条纹测量相干长度的方法141-142
- §7．3 用杨氏干涉条纹测量部分相干光束的相干度和部分相干部分偏振光束的偏振度142-146
- §7．4 部分相干部分偏振光束的相干矩阵元的测量146-148
- §7．5 小结148-150
- 第八章 总结150-152
- 致谢152-153
- 附录153-154
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