大气湍流对多色高斯-谢尔模型光束扩展的影响 被引量：9

1

作者 郑宇龙 季小玲 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期276-280,共5页

基于广义惠更斯-菲涅耳原理,采用Rytov相位结构函数二次近似和硬边窗口函数的复高斯展开法,推导了受光阑限制的多色高斯-谢尔模型(GSM)光束在大气湍流中的二阶矩束宽公式。研究表明:二阶矩束宽随着大气湍流折射率结构常数、源光谱带宽... 基于广义惠更斯-菲涅耳原理,采用Rytov相位结构函数二次近似和硬边窗口函数的复高斯展开法,推导了受光阑限制的多色高斯-谢尔模型(GSM)光束在大气湍流中的二阶矩束宽公式。研究表明:二阶矩束宽随着大气湍流折射率结构常数、源光谱带宽和光束传输距离的增加而增大,随着光束截断参数和光束相干参数的增加而减小;并且,当源光谱带宽越大、光束截断参数和光束相干参数越小,则湍流对受光阑限制的多色GSM光束扩展的影响就越小。 展开更多

关键词 多色高斯-谢尔模型光束 大气湍流 光阑 二阶矩束宽

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高斯-谢尔模型阵列光束在湍流大气中的空间相干性 被引量：5

2

作者 卢芳 韩香娥 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期305-309,共5页

基于广义Huygens-Fresnel原理和Rytov相位结构函数二次近似的方法,推导出了径向分布高斯-谢尔模(GSM)阵列光束在湍流大气中传输时的交叉谱密度函数解析表达式,并利用表征光束相干性的空间复相干度系数,详细分析了GSM阵列光束在大气湍流... 基于广义Huygens-Fresnel原理和Rytov相位结构函数二次近似的方法,推导出了径向分布高斯-谢尔模(GSM)阵列光束在湍流大气中传输时的交叉谱密度函数解析表达式,并利用表征光束相干性的空间复相干度系数,详细分析了GSM阵列光束在大气湍流中传输时的空间相干性变化规律。研究结果表明:径向分布GSM阵列光束的空间相干性由子光束空间相干长度、传输距离、大气折射率结构常数及相对径向填充因子等因素共同确定;径向分布GSM阵列光束通过湍流大气时,其空间相干度在传输过程中会出现多峰值现象,但是随着传输距离增大,多峰值现象逐渐消失并趋向于高斯分布,并且随着距离增大空间相干度宽度逐渐减小,光束空间相干性变差。 展开更多

关键词 空间相干度 高斯- 谢尔模型 阵列光束 大气湍流 交叉谱密度函数

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部分空间和部分光谱相干高斯-谢尔模型脉冲光束在自由空间中的光谱和时间特性 被引量：3

3

作者 丁超亮 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1855-1860,共6页

对部分空间和部分光谱相干2维高斯-谢尔模型脉冲光束在自由空间传输的光谱和时间特性做了详细的数值研究。结果表明,部分空间和部分光谱相干高斯-谢尔模型脉冲光束在自由空间传输中发生了光谱移动,光谱移动与场点位置、空间相关长度和... 对部分空间和部分光谱相干2维高斯-谢尔模型脉冲光束在自由空间传输的光谱和时间特性做了详细的数值研究。结果表明,部分空间和部分光谱相干高斯-谢尔模型脉冲光束在自由空间传输中发生了光谱移动,光谱移动与场点位置、空间相关长度和时间相干长度有关。在轴上,光谱出现蓝移,相对光谱移动随传输距离的增加而增大,随空间相关长度和时间相干长度的增加而减小,并逐渐趋于一定值。在轴外,光谱出现蓝移和红移,并与空间相关长度和时间相干长度有关。脉冲时间波形不变,对所得主要结果做了物理解释。 展开更多

关键词 部分空间和部分光谱相干脉冲 高斯-谢尔模型 脉冲光束 自由空间 光谱移动 空间相关长度

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高斯-谢尔模型光束通过聚焦光学系统的偏振特性 被引量：1

4

作者 陈凯 朱东旭 焦宏伟 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期246-250,共5页

为了研究高斯-谢尔模型光束的偏振特性,采用交叉谱密度矩阵的方法,研究了该光束通过聚焦光学系统的偏振特性,得到了完全偏振和完全非偏振光束保持偏振度不变的条件,并给出了通过聚焦光学系统后传输平面偏振度实现均匀分布的条件。结果表... 为了研究高斯-谢尔模型光束的偏振特性,采用交叉谱密度矩阵的方法,研究了该光束通过聚焦光学系统的偏振特性,得到了完全偏振和完全非偏振光束保持偏振度不变的条件,并给出了通过聚焦光学系统后传输平面偏振度实现均匀分布的条件。结果表明,聚焦光学系统中偏振度在焦点位置附近有明显的起伏变化;焦点位置上的偏振度等于其在自由空间传输时的远场稳定偏振度。该研究对激光传输领域具有重要的理论和现实意义。 展开更多

关键词 激光光学 偏振特性 交叉谱密度矩阵 高斯 谢尔模型光束 聚焦光学系统

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截断高斯-谢尔模型光束聚焦特性的快速分析

5

作者 楚晓亮 李强 张彬 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期370-372,共3页

以圆形函数可近似展开为有限数目的复高斯函数叠加为基础 ,推导出部分相干高斯 谢尔模型 (GSM )光束通过圆形光阑透镜的轴上聚焦光强分布的解析计算公式 ,并与衍射积分方法所得的结果进行比较分析。结果表明 ,复高斯函数叠加的方法能... 以圆形函数可近似展开为有限数目的复高斯函数叠加为基础 ,推导出部分相干高斯 谢尔模型 (GSM )光束通过圆形光阑透镜的轴上聚焦光强分布的解析计算公式 ,并与衍射积分方法所得的结果进行比较分析。结果表明 ,复高斯函数叠加的方法能极大地提高计算效率。 展开更多

关键词 聚焦特性 高斯-谢尔模型(GSM)光束 圆形光阑透镜 复高斯函数

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高斯-谢尔模型光束通过非线性介质后的光强分布 被引量：1

6

作者 亓红群 蒲继雄 +1 位作者 刘永欣 石丽芬 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2008年第3期353-356,共4页

根据高斯-谢尔模型光束在自由空间中传输的特性,研究它在穿过非线性介质后的衍射光强.数值模拟表明,穿过非线性介质后,高斯-谢尔光束的光强变化受到光束的相干度和通过非线性介质后产生的附加相移的共同影响.对应于同样的部分相干光,相... 根据高斯-谢尔模型光束在自由空间中传输的特性,研究它在穿过非线性介质后的衍射光强.数值模拟表明,穿过非线性介质后,高斯-谢尔光束的光强变化受到光束的相干度和通过非线性介质后产生的附加相移的共同影响.对应于同样的部分相干光,相同的条件下大的附加相移能够增强相干度对光强的影响,使光强曲线发生明显的波动;对应于确定的附加相移,相干度大的光束光强曲线变化更为明显.随着传输距离的增大,不同附加相移的光束光强大小发生变动,附加相移最小的光束光强最后将大于附加相移最大的光束光强. 展开更多

关键词 部分相干光 相干度 Z扫描 高斯-谢尔光束 附加相移

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部分空间和部分时间相干衍射高斯-谢尔模型脉冲光束在大气湍流中的光谱移动和光谱开关 被引量：1

7

作者 陈正武 付文羽 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期864-871,共8页

基于非稳光场的相干光理论,研究了部分空间和部分时间相干高斯-谢尔模型脉冲光束在大气湍流中的光谱变化规律。给出了两者在大气湍流中的光谱传输公式。数值计算结果表明,由于光阑衍射效应的影响,光谱沿轴向、径向均出现蓝移或红移,随... 基于非稳光场的相干光理论,研究了部分空间和部分时间相干高斯-谢尔模型脉冲光束在大气湍流中的光谱变化规律。给出了两者在大气湍流中的光谱传输公式。数值计算结果表明,由于光阑衍射效应的影响,光谱沿轴向、径向均出现蓝移或红移,随着相对传输距离z/z0、空间相干参数β和折射率结构常数C2n的增大,脉冲时间相干长度Tc的减小,轴向光谱蓝移量(或红移量)逐渐增大,由明显的起伏逐渐趋于稳定并且沿径向出现了光谱开关。其数目随着截断参数δ的增大,光阑的衍射效应减弱而逐渐增多,光谱跃迁量△逐渐减小;随着脉冲时间相干长度的增大,光谱跃迁量逐渐减小,开关位置逐渐靠近z轴;而随着折射率结构常数的增大,光谱跃迁量逐渐减小,开关位置逐渐远离z轴。随着相对传输距离的增大,大气湍流对光谱的影响逐渐增大而光阑衍射效应逐渐减小,因此,光阑衍射在近场区对光谱影响较大,而大气湍流在远场区对光谱影响较大。 展开更多

关键词 大气光学 部分空间和部分时间相干脉冲 高斯-谢尔模型光束 光谱移动和光谱开关 湍流大气

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矩形分布高斯-谢尔模型列阵光束的等效曲率半径 被引量：1

8

作者 邵晓利 季小玲 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1799-1804,共6页

推导出矩形分布高斯-谢尔模型(GSM)列阵光束通过湍流大气传输的等效曲率半径的解析表达式。研究表明,等效曲率半径由湍流强度、GSM列阵光束参数及光束的叠加方式等因素共同确定。湍流使得等效曲率半径减小,但湍流对交叉谱密度函数叠加... 推导出矩形分布高斯-谢尔模型(GSM)列阵光束通过湍流大气传输的等效曲率半径的解析表达式。研究表明,等效曲率半径由湍流强度、GSM列阵光束参数及光束的叠加方式等因素共同确定。湍流使得等效曲率半径减小,但湍流对交叉谱密度函数叠加时等效曲率半径的影响要比光强叠加时大。在自由空间中,交叉谱密度函数叠加时GSM列阵光束的等效曲率半径要比光强叠加时的大。但是,随着湍流的增强,交叉谱密度函数叠加时GSM列阵光束的等效曲率半径可以大于、等于或小于光强叠加时的等效曲率半径。此外,若光束相干参数和子光束数目越大,则等效曲率半径受湍流的影响越大。GSM列阵光束的等效曲率半径受湍流的影响比高斯列阵光束要小。 展开更多

关键词 等效曲率半径 矩形分布高斯-谢尔模型列阵光束 大气湍流 交叉谱密度函数叠加 光强叠加

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高斯-谢尔模型光束通过杨氏双缝衍射后的解析传输公式

9

作者 王劼予 杨林 +2 位作者 刘巧君 罗时荣 左浩毅 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期349-352,共4页

通过将杨氏双缝窗口函数表示为复高斯函数叠加的方法,从Collins公式出发推导出了高斯-谢尔模型(GSM)光束通过杨氏双缝和ABCD光学系统后光强的近似解析表达式。利用该公式作了数值计算,通过与Collins公式计算结果进行比较,确定了该公式... 通过将杨氏双缝窗口函数表示为复高斯函数叠加的方法,从Collins公式出发推导出了高斯-谢尔模型(GSM)光束通过杨氏双缝和ABCD光学系统后光强的近似解析表达式。利用该公式作了数值计算,通过与Collins公式计算结果进行比较,确定了该公式的适用范围,研究了相干长度和双缝中心遮拦比对解析公式适用范围的影响,并对该公式的应用前景作了展望。 展开更多

关键词 复高斯函数展开法 解析传输公式 杨氏双缝 高斯-谢尔模型光束

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各向异性高斯-谢尔模型光束的Z扫描实验

10

作者 亓红群 刘永欣 蒲继雄 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第2期135-138,共4页

根据各向异性高斯-谢尔模型光束在空间的传输公式,推导出小孔处的光强表达式,并依据此公式对实验进行数值模拟.结果表明,x和y方向的相干度变化,以及光束偏心率的大小都直接影响着归一化曲线的峰-谷间差值ΔTp-v的大小.在一定偏心率下,Δ... 根据各向异性高斯-谢尔模型光束在空间的传输公式,推导出小孔处的光强表达式,并依据此公式对实验进行数值模拟.结果表明,x和y方向的相干度变化,以及光束偏心率的大小都直接影响着归一化曲线的峰-谷间差值ΔTp-v的大小.在一定偏心率下,ΔTp-v随着相干度的增大而增大;而在相同相干度下,偏心率的增大导致会ΔTp-v的减小. 展开更多

关键词 各向异性 高斯-谢尔模型光束 部分相干光 Z扫描 相干度

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部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中的展宽与漂移 被引量：9

11

作者 向宁静 吴振森 王明军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期658-662,共5页

基于广义惠更斯-菲涅耳原理,交叉密度函数以及Rytov's相位结构函数二次近似,利用傅里叶高斯变换推导出部分相干高斯-谢尔(GSM)光束在大气湍流中的强度分布表达式,并在此基础上分析了大气湍流对光束展宽、以及光束漂移的影响。数值... 基于广义惠更斯-菲涅耳原理,交叉密度函数以及Rytov's相位结构函数二次近似,利用傅里叶高斯变换推导出部分相干高斯-谢尔(GSM)光束在大气湍流中的强度分布表达式,并在此基础上分析了大气湍流对光束展宽、以及光束漂移的影响。数值模拟表明:光束展宽和光束漂移与光束的初始半径、波长、光源的相干宽度以及发射机的位置高度有关,并提出了减小湍流影响的措施。 展开更多

关键词 大气湍流 高斯-谢尔光束 平均强度 光束展宽 光束漂移

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部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中的平均强度与展宽 被引量：6

12

作者 向宁静 王明军 王太荣 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期4-6,共3页

基于广义惠更斯—菲涅耳原理,交叉密度函数以及Rytov’s相位结构函数二次近似,利用傅里叶高斯变换推导出部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中的强度分布表达式,并在此基础上分析了大气湍流对角展宽、桶中功率以及光束漂移的影响。数值结... 基于广义惠更斯—菲涅耳原理,交叉密度函数以及Rytov’s相位结构函数二次近似,利用傅里叶高斯变换推导出部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中的强度分布表达式,并在此基础上分析了大气湍流对角展宽、桶中功率以及光束漂移的影响。数值结果表明:角展宽和光束漂移与光束的初始半径、光源的相干长度有关;远场能量集中度随湍流强度增加、光源相干宽度减小而减小。 展开更多

关键词 大气湍流 高斯-谢尔光束 平均强度 角辰壳

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湍流尺度对高斯谢尔光束闪烁孔径平滑的影响 被引量：3

13

作者 张逸新 陶纯堪 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期318-321,共4页

通过运用包含湍流内、外尺度因子的调制折射谱和波场交叉谱密度函数的互相干函数近似,研究了大气湍流内、外尺度对高斯谢尔光束闪烁孔径平滑的影响,得出了弱大气湍流起伏环境下包含大气湍流外尺度因素的高斯谢尔光束闪烁孔径平滑因子。... 通过运用包含湍流内、外尺度因子的调制折射谱和波场交叉谱密度函数的互相干函数近似,研究了大气湍流内、外尺度对高斯谢尔光束闪烁孔径平滑的影响,得出了弱大气湍流起伏环境下包含大气湍流外尺度因素的高斯谢尔光束闪烁孔径平滑因子。结果表明,随着湍流外尺度的减小,孔径对高斯谢尔光束的大气闪烁平滑作用减小,湍流外尺度对不相干光闪烁孔径平滑作用的影响可以忽略。 展开更多

关键词 高斯-谢尔光束 大气闪烁 孔径平滑 湍流尺度

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高斯-谢尔脉冲在单模光纤中的传输特性研究

14

作者 黄艳 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期841-845,共5页

为了研究高斯-谢尔模型(GSM)脉冲在单模光纤中的传输特性,采用相干函数传播分析法推导出GSM脉冲经单模光纤传输后输出脉冲的时间相干函数解析表达式,在此基础上分析脉冲宽度、相干时间和功率谱等特征量的变化,并推导出在远端条件下单模... 为了研究高斯-谢尔模型(GSM)脉冲在单模光纤中的传输特性,采用相干函数传播分析法推导出GSM脉冲经单模光纤传输后输出脉冲的时间相干函数解析表达式,在此基础上分析脉冲宽度、相干时间和功率谱等特征量的变化,并推导出在远端条件下单模光纤的时域广义范西特-泽尼克定理.结果表明,GSM脉冲在单模光纤中的传输存在功率谱和全局相干度两个守恒量,且二者是一致的.该研究结果对激光传输领域具有一定的理论和现实意义. 展开更多

关键词 激光物理 单模光纤 高斯-谢尔模型脉冲 时间相干函数 功率谱

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多色GSM光束通过杨氏双缝后谱强度的一般式

15

作者 王劼予 杨林 +2 位作者 刘巧君 左浩毅 罗时荣 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期343-346,共4页

为了统一地研究多色高斯-谢尔模型(GSM)光束通过杨氏双缝衍射后在近场和远场的光谱移动和光谱开关现象,利用部分相干光的广义衍射积分公式,得到了多色GSM光束通过杨氏双缝和ABCD光学系统后的谱强度解析表达式。从该式可看出,多色GSM光... 为了统一地研究多色高斯-谢尔模型(GSM)光束通过杨氏双缝衍射后在近场和远场的光谱移动和光谱开关现象,利用部分相干光的广义衍射积分公式,得到了多色GSM光束通过杨氏双缝和ABCD光学系统后的谱强度解析表达式。从该式可看出,多色GSM光束轴上光谱移动的成因是不同频率成分的光具有不同的菲涅耳数。利用谱强度解析式并以自由空间作为ABCD光学系统的典型代表,对多色GSM光束在近场轴上和远场轴外的光谱移动和光谱开关现象作了数值计算研究。结果表明,所得谱强度解析表达式对GSM光束通过杨氏双缝衍射后的光谱移动和光谱开关现象的研究有一定的理论价值。 展开更多

关键词 物理光学 谱强度解析表达式 多色高斯-谢尔模型光束 杨氏双缝 ABCD光学系统 光谱移动 光谱开关

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部分相干电磁光束在湍流介质中传输的偏振变化 被引量：5

16

作者 石丽芬 蒲继雄 陈子阳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1271-1276,共6页

从推广的惠更斯-菲涅尔原理出发,推导出了部分相干电磁光束的偏振态在湍流介质中传输的表达式。并以电磁高斯-谢尔模型(EGSM)光束为例,研究了湍流对电磁高斯-谢尔模型光束偏振态的影响。研究结果表明,对于轴上点,湍流介质的折射率结构... 从推广的惠更斯-菲涅尔原理出发,推导出了部分相干电磁光束的偏振态在湍流介质中传输的表达式。并以电磁高斯-谢尔模型(EGSM)光束为例,研究了湍流对电磁高斯-谢尔模型光束偏振态的影响。研究结果表明,对于轴上点,湍流介质的折射率结构常数越大,偏振度趋于最大值的速度越快,达到的最大值越小;光斑越大,偏振度达到最大值的位置离光源越远,在光斑增大的过程中,偏振度所达到的极大值会先增大后减小,最后保持与光源相同的偏振度不变。对于轴外点,一个固定的z,光的偏振度随着离轴距离的增大而逐渐下降,并最终等于零。折射率结构常数越大,偏振度随离轴距离的增大而下降得越缓慢;光斑越大,偏振度随离轴距离的增大下降得越快。 展开更多

关键词 偏振态 湍流介质 部分相干电磁光束 电磁高斯-谢尔模型 折射率结构常数

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部分相干平顶光束的传输特性 被引量：6

17

作者 张彬 楚晓亮 张蓉竹 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期33-35,共3页

采用超高斯 -谢尔模型光束来描述部分相干平顶光束 ,推导出光束传输M2 因子。利用广义惠更斯 -菲涅尔衍射积分 ,对其聚焦特性进行了分析 ,并对其焦面上的功率 (能量 )

关键词 超高斯-谢尔模型光束 相干平顶光束 传输特性

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激光束的参数描述 被引量：2

18

作者 彭愿洁 吕百达 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期580-583,587,共5页

基于对激光束按空间对称性和空间相干性的分类 ,对激光束的参数描述进行了研究。以有扭曲的各向异性高斯 谢尔模型光束、有扭曲的各向同性高斯 谢尔模型光束、各向异性高斯 谢尔模型光束、旋转简单像散高斯 谢尔模型光束、准直简单像散... 基于对激光束按空间对称性和空间相干性的分类 ,对激光束的参数描述进行了研究。以有扭曲的各向异性高斯 谢尔模型光束、有扭曲的各向同性高斯 谢尔模型光束、各向异性高斯 谢尔模型光束、旋转简单像散高斯 谢尔模型光束、准直简单像散高斯 谢尔模型光束、各向同性高斯 谢尔模型光束、复杂像散高斯光束、旋转简单像散高斯光束、准直简单像散高斯光束和无像散高斯光束为典型例 ,对它们的分类和独立特征参数的数目作了详细分析。 展开更多

关键词 激光束描述 高斯-谢尔模型光束 扭曲 复杂像散 简单像散

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GSM光束在负折射率介质中的传输特性研究 被引量：2

19

作者 许森东 徐弼军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期595-598,共4页

为了研究高斯-谢尔模型光束在负折射率介质中的传输特性,利用矩阵光学理论、衍射积分理论、相干偏振统一理论推导了高斯-谢尔模型光束通过负折射率介质中传输交叉谱密度方程的解析表达式,并利用该解析表达式得到了高斯-谢尔模型光束通... 为了研究高斯-谢尔模型光束在负折射率介质中的传输特性,利用矩阵光学理论、衍射积分理论、相干偏振统一理论推导了高斯-谢尔模型光束通过负折射率介质中传输交叉谱密度方程的解析表达式,并利用该解析表达式得到了高斯-谢尔模型光束通过负折射率介质的谱密度和谱相干度。结果表明,高斯-谢尔模型光束的谱密度和谱相干度都可以通过负折射率介质的工作频率调控。此研究结果提供了一种新的调控光传输的方法和技术。 展开更多

关键词 激光物理 高斯-谢尔模型光束 负折射率介质 谱密度 谱相干度

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1维部分相干光束的Z扫描理论分析 被引量：2

20

作者 刘永欣 蒲继雄 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1947-1950,共4页

对使用高斯-谢尔模型光束的Z扫描做了理论分析,研究了光阑半径和空间相干度变化对Z扫描曲线的影响。研究发现:随着光阑半径的变大,Z扫描峰谷透过率之差逐渐减小直至为零,其作用效果与完全相干光一致;随着空间相干度的增加,峰谷透过率之... 对使用高斯-谢尔模型光束的Z扫描做了理论分析,研究了光阑半径和空间相干度变化对Z扫描曲线的影响。研究发现:随着光阑半径的变大,Z扫描峰谷透过率之差逐渐减小直至为零,其作用效果与完全相干光一致;随着空间相干度的增加,峰谷透过率之差也逐渐增大,当空间相干度大于某一定值后,峰谷透过率之差达到饱和不变。部分相干光束的Z扫描实验为测量其空间相干度提供了一种可行的方法。 展开更多

关键词 高斯-谢尔模型光束 Z扫描 非线性光学 归一化透过率 空间相干度

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