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光场的矢量性、非傍轴性和部分相干性研究

段开椋  
【摘要】:矢量性、非傍轴性和部分相干性是光频电磁场的一般特性。矢量非傍轴光场理论发展了新的研究方法,丰富和拓展了傍轴激光光学的研究内容,是激光光学的重要组成部分。众所周知,传统激光光学理论,由于采用了傍轴近似或缓变振幅近似,存在明显的不自洽性和“佯谬”;再者,在实际工作中,强聚焦光束和半导体激光器输出激光,其光斑尺寸很小(与波长可相比拟)或远场发散角很大,傍轴标量理论不再有效,引发了精确求解光频电磁波传输的大量理论研究,发展了许多求解矢量光频电磁场非傍轴传输的研究方法,如微扰级数法,角谱表示法,算子法,虚点源法等等。本文在国内外研究工作的基础上,开展了创新性的研究工作,所取得的主要成果包括: 使用矢量瑞利—索末菲衍射积分公式研究了非傍轴椭圆高斯、厄米—高斯、拉盖尔—高斯光束以及厄米—拉盖尔—高斯光束在自由空间中的传输光场,求得了这些模式光束的非傍轴传输光场解析表达式,并给出了相应的远场解析结果。这些结果在傍轴近似条件下,能回归到傍轴理论所得结果。使用所得的解析结果研究了各种模式的非傍轴光束在自由空间的光场特性。研究表明,非傍轴光束传输光场为矢量场,除了要考虑光场的横向分量外,还要考虑光场的纵向分量。光束参数f越大,光束的非傍轴性、矢量性越强。非傍轴光束的偏振性与傍轴光束也有很大不同,完全非偏振或部分偏振非傍轴高斯光束的远场偏振度在某平面内是非均匀的,其偏振特性在传输过程中也要发生改变。不同理


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1 段开椋;光场的矢量性、非傍轴性和部分相干性研究[D];四川大学;2006年
2 高曾辉;非傍轴光束传输特性、相干和非相干合成研究[D];四川大学;2007年
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