激光束通過光學(xué)系統(tǒng)傳輸特性研究.pdf

1、本文在分析國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和已有的研究成果的基礎(chǔ)上，開展了研究工作，所取得的主要成果包括:
　　使用矢量瑞利-索末菲衍射積分公式研究了非傍軸厄米-高斯(HG)、拉蓋爾-高斯(LG)光束以及厄米-拉蓋爾-高斯(HLG)光束在自由空間的矢量傳輸光場，求得了這些模式光束的非傍軸傳輸光場解析表達(dá)式，并給出了相應(yīng)的遠(yuǎn)場解析結(jié)果。這些結(jié)果在傍軸近似條件下，能回歸到傍軸理論所得結(jié)果。研究表明，非傍軸光束傳輸光場為矢量場，除了要考慮光場的橫向分量

2、外，還要考慮光場的縱向分量。光束參數(shù)f越大，光束的非傍軸性、矢量性越強(qiáng)。與微擾級數(shù)法等相比，矢量瑞利-索末菲衍射積分公式法有明顯優(yōu)勢，瑞利-索末菲衍射積分公式法不僅可得到相對簡單的解析結(jié)果，便于進(jìn)一步分析傳輸光場特性，而且克服了微擾級數(shù)解的發(fā)散性;
　　用復(fù)高斯展開法研究厄米-拉蓋爾-高斯光束(HLG)通過矩形硬邊光闌ABCD光學(xué)系統(tǒng)的傳輸，推出了任意階厄米-拉蓋爾-高斯光束通過矩形硬邊光闌ABCD光學(xué)系統(tǒng)的解析傳輸公式。作為特殊

3、情況，也給出了HLG光束在軸上以及無光闌存在時(shí)的光場傳輸公式。
　　利用柯林斯衍射積分公式，推出了空心高斯光束通過受圓孔硬邊光闌限制的傍軸ABCD光學(xué)系統(tǒng)的傳輸公式，所得公式可用來描述空心高斯光束通過任意傍軸ABCD光學(xué)系統(tǒng)的傳輸。研究了光闌、透鏡以及光闌透鏡系統(tǒng)對空心高斯光束傳輸特性的影響，并用數(shù)字例做了詳細(xì)說明。結(jié)果表明，光闌和透鏡均會(huì)使光束的光場分布向源平面前移，光闌會(huì)破壞空心高斯光束的空心性，而單純的透鏡只改變光場分布，不