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菲涅耳半波带法的基尔霍夫理论
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作者 郭胜康 沈廷根 《高校教育管理》 1985年第S1期51-55,共5页
对于菲涅耳圆孔衍射光强分布的定量计算是比较困难的,目前国内外教材只限于用菲涅耳半波带法讨论轴线上明暗点的分布规律。吕洪君用菲涅耳积分粗略地说明轴线上明暗点的分布,但与半波带法的结果不完全符合,他没有考虑光强位置对衍射的... 对于菲涅耳圆孔衍射光强分布的定量计算是比较困难的,目前国内外教材只限于用菲涅耳半波带法讨论轴线上明暗点的分布规律。吕洪君用菲涅耳积分粗略地说明轴线上明暗点的分布,但与半波带法的结果不完全符合,他没有考虑光强位置对衍射的影响。本文在普遍情况下,进一步从基尔霍夫衍射理论出发,在一定的近似条件下得到与半波带法完全相同的结果。 展开更多
关键词 耳半波带法 基尔霍夫衍射理论 暗点 轴上光强 近似条件 上明 奇数 耳圆孔衍射 耳积分 振幅矢量
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菲涅耳近似对硬边光阑衍射光束的适用性 被引量:2
2
作者 王明灼 段开椋 吕百达 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期670-672,共3页
使用基尔霍夫衍射积分公式和菲涅耳衍射积分公式对高斯光束通过方孔光阑的衍射进行了研究。给出了详细的数值计算结果并作了比较。研究表明 ,对一给定的束腰宽度w0 ,当w0 远大于波长λ时 ,菲涅耳衍射的有效范围与截断参数δ有关 ;若w0 ... 使用基尔霍夫衍射积分公式和菲涅耳衍射积分公式对高斯光束通过方孔光阑的衍射进行了研究。给出了详细的数值计算结果并作了比较。研究表明 ,对一给定的束腰宽度w0 ,当w0 远大于波长λ时 ,菲涅耳衍射的有效范围与截断参数δ有关 ;若w0 与λ可比拟甚至更小时 ,则必须使用基尔霍夫衍射积分公式。 展开更多
关键词 基尔霍夫衍射 衍射 硬边光阑 高斯光束
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单色点源圆孔衍射的数值模拟实验 被引量:6
3
作者 常山 毛杰健 +2 位作者 桑志文 朱品珍 高志强 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2010年第6期14-17,共4页
根据平面屏衍射的特点,由菲涅尔-基尔霍夫衍射公式得到单色点源圆孔衍射的积分表达式,然后提出了单色点源圆孔衍射的一种数值计算方法,用Matlab软件进行计算机数值模拟实验研究单色点源照射圆孔产生衍射的傍轴区的光场,有助于对相关衍... 根据平面屏衍射的特点,由菲涅尔-基尔霍夫衍射公式得到单色点源圆孔衍射的积分表达式,然后提出了单色点源圆孔衍射的一种数值计算方法,用Matlab软件进行计算机数值模拟实验研究单色点源照射圆孔产生衍射的傍轴区的光场,有助于对相关衍射实验及衍射理论与技术的进一步研究。这种计算机仿真方法扩展了衍射问题的研究途径与方法,具有一定的应用价值,尤其对于教学具有直观作用。 展开更多
关键词 点源圆孔衍射 菲涅尔-基尔霍夫衍射公式 不充分衍射 涅尔衍射 夫琅禾费衍射 数值模拟实验
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高斯光束微圆孔衍射变换的数值仿真实验 被引量:3
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作者 常山 毛杰健 +1 位作者 桑志文 吴志伟 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2011年第1期80-83,87,共5页
高斯光束的微圆孔衍射变换在微光学、激光技术以及微光机电技术中发挥着基础性作用,通过数值计算模拟实验可以对它进行研究与探索。由菲涅尔-基尔霍夫衍射公式得到单色点源平面屏衍射的积分式,类推得到高斯光束圆孔衍射的积分式,并给出... 高斯光束的微圆孔衍射变换在微光学、激光技术以及微光机电技术中发挥着基础性作用,通过数值计算模拟实验可以对它进行研究与探索。由菲涅尔-基尔霍夫衍射公式得到单色点源平面屏衍射的积分式,类推得到高斯光束圆孔衍射的积分式,并给出这一积分式的一种数值计算方法。利用Matlab软件进行了高斯光束微圆孔衍射变换的数值仿真实验研究,这有助于激光束的实际衍射实验及其测控理论与技术的研究以及光学教学的改革。 展开更多
关键词 高斯光束 圆孔衍射变换 菲涅尔-基尔霍夫衍射公式 光强分布 数值仿真
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3种圆孔衍射的两种计算方法研究 被引量:11
5
作者 常山 吴波 +2 位作者 桑志文 毛杰健 朱品珍 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期734-740,共7页
根据菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式,给出点源、平面光以及高斯光束照射圆孔衍射的一种数值计算方法,借鉴相关方法推导了这3种圆孔衍射的菲涅耳衍射及其特殊情况下夫琅禾费衍射的解析计算式,并利用Matlab软件模拟了它们傍轴区的衍射场。... 根据菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式,给出点源、平面光以及高斯光束照射圆孔衍射的一种数值计算方法,借鉴相关方法推导了这3种圆孔衍射的菲涅耳衍射及其特殊情况下夫琅禾费衍射的解析计算式,并利用Matlab软件模拟了它们傍轴区的衍射场。模拟实验表明:这两种计算方法对这3种常见且重要的圆孔衍射都是有效可行的。 展开更多
关键词 圆孔衍射 -基尔霍夫衍射公式 高斯光束 数值计算 解析计算 洛默尔函数
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角谱法的等价形式与近似公式 被引量:6
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作者 邓小玖 张士杰 +1 位作者 胡继刚 储德林 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期7-10,共4页
运用坐标变换非常简明地证明了平面波角谱衍射理论与第一类瑞利-索末菲衍射积分的等价性,并由角谱表示直接导出衍射的近似公式-菲涅耳-基尔霍夫衍射、菲涅耳衍射、夫琅和费衍射。
关键词 角谱法 近似公式 等价形式 平面波 -基尔霍夫衍射 衍射 夫琅和费衍射
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角谱理论的近似公式 被引量:3
7
作者 刘普生 王建东 刘义东 《西南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期118-121,共4页
利用平面波角谱公式和球面波的Weyl表示式,非常方便地推导出矢量形式的菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射积分公式.作为特例,只考虑光场的一维横向分量时,可得到标量衍射理论的近似公式——菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射积分公式.
关键词 角谱理论 球面波Weyl表示式 涅尔衍射积分公式 夫琅和费衍射积分公式
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激光波带片衍射性质的数值模拟 被引量:5
8
作者 付文羽 刘正岐 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1756-1760,共5页
根据亥姆霍兹-基尔霍夫积分,对菲涅尔波带片的高斯激光场在轴向、径向强度分布进行了理论分析,研究了高斯激光束照射下波带片的衍射场规律.数值计算表明:沿轴向光场呈系列焦点,各焦点附近光强分布有振荡现象,随焦点级次的增大光强迅速增... 根据亥姆霍兹-基尔霍夫积分,对菲涅尔波带片的高斯激光场在轴向、径向强度分布进行了理论分析,研究了高斯激光束照射下波带片的衍射场规律.数值计算表明:沿轴向光场呈系列焦点,各焦点附近光强分布有振荡现象,随焦点级次的增大光强迅速增大;有焦移现象,焦移量随焦点级次的增大而增大;焦深随焦点级次的升高按平方反比律减小,随波带数减小或焦距增大而增大.在焦平面上,光斑大小与最外环宽度成正比,与焦点级次成反比. 展开更多
关键词 亥姆霍兹-基尔霍夫积分 高斯激光束 涅尔波带片 数值模拟
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厄米-余弦-高斯光束的传输特性 被引量:5
9
作者 王喜庆 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期551-554,共4页
 从广义惠更斯 菲涅耳衍射积分出发对厄米 余弦 高斯光束的传输特性作了研究,给出了厄米 余弦 高斯光束通过近轴ABCD光学系统的解析传输公式,以厄米 余弦 高斯光束通过自由空间和薄透镜系统为例做了数值计算和分析,结果表明厄米 余弦 ...  从广义惠更斯 菲涅耳衍射积分出发对厄米 余弦 高斯光束的传输特性作了研究,给出了厄米 余弦 高斯光束通过近轴ABCD光学系统的解析传输公式,以厄米 余弦 高斯光束通过自由空间和薄透镜系统为例做了数值计算和分析,结果表明厄米 余弦 高斯光束在自由空间传输时不能保持其形状不变。厄米 双曲余弦 高斯光束、余弦 高斯光束、厄米 高斯光束的传输公式可作为厄米 余弦 高斯光束的特例得出。 展开更多
关键词 厄米-余弦-高斯光束 传输特性 广义惠更斯--衍射积分 近轴ABCD光学系统 数值计算 传输公式
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受光阑限制厄米-高斯光束的聚焦特性 被引量:1
10
作者 胡利云 饶志明 +3 位作者 周南润 嵇英华 雷敏生 熊志华 《江西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2003年第3期200-204,共5页
该文从Collins公式出发,对受光阑限制厄米-高斯光束的聚焦特性进行了研究.利用厄米函数的性质,推导出了受光阑限制的厄米-高斯光束轴上聚焦光强分布的解析公式.受光阑限制的厄米-高斯光束的轴上光强分布不仅与菲涅耳数有关,而且还与截... 该文从Collins公式出发,对受光阑限制厄米-高斯光束的聚焦特性进行了研究.利用厄米函数的性质,推导出了受光阑限制的厄米-高斯光束轴上聚焦光强分布的解析公式.受光阑限制的厄米-高斯光束的轴上光强分布不仅与菲涅耳数有关,而且还与截断参数和光束模式有关.解析公式有利于研究厄米-高斯光束的轴上光强分布与菲涅耳数、截断参数和光束模式等之间的关系. 展开更多
关键词 厄米-高斯光束 聚焦特性 COLLINS公式 光阑 厄米函数 光强分布 耳数 截断参数 光束模式 强激光
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像散厄米-高斯光束的对称化和相关问题的研究 被引量:1
11
作者 吴平 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期546-550,共5页
从比较两种对称化光学系统出发 ,使用三柱透镜对称化光学系统对像散厄米 -高斯光束作了详细分析 ,研究表明 :对称化光学系统的作用是将像散光束变换为对称化实宗量光束 ;并消去 x- y耦合项。这样 ,当光束继续在自由空间传输时 ,能保持... 从比较两种对称化光学系统出发 ,使用三柱透镜对称化光学系统对像散厄米 -高斯光束作了详细分析 ,研究表明 :对称化光学系统的作用是将像散光束变换为对称化实宗量光束 ;并消去 x- y耦合项。这样 ,当光束继续在自由空间传输时 ,能保持其形状不变。然而 ,有 x- y耦合项的对称化复光束却不具有这种传输不变性。 展开更多
关键词 对称化光学系统 像散厄米-高斯光束 广义惠更斯-涅尔衍射积分 对称化过程 激光
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贝塞尔-高斯光束经球差透镜的聚焦特性
12
作者 张志明 王莉 王喜庆 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期34-35,共2页
利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分推导了一种涡漩光束——贝塞尔-高斯光束经球差透镜聚焦后的光场表达式,并利用数值计算分析了球差系数对聚焦光束光强剖面分布的影响。研究表明,通过改变球差系数,可以改变零阶贝塞尔-高斯光束轴上光强最... 利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分推导了一种涡漩光束——贝塞尔-高斯光束经球差透镜聚焦后的光场表达式,并利用数值计算分析了球差系数对聚焦光束光强剖面分布的影响。研究表明,通过改变球差系数,可以改变零阶贝塞尔-高斯光束轴上光强最大值点的位置,球差的存在使轴上光强最大值减小。零阶贝塞尔-高斯光束经球差透镜聚焦后不能保持其传输不变性,在几何焦面上光强剖面类似于高斯形分布,而实际焦点所在面上的分布则仍具有零阶贝塞尔函数的特征。对于一阶贝塞尔—高斯光束,球差的存在会改变其横向光强分布。 展开更多
关键词 广义惠更斯-衍射 涡漩光束:贝塞尔-高斯光束 球差
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偏心厄米-高斯光束通过失调一阶光学系统的传输特性
13
作者 丁桂林 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期533-536,共4页
使用广义惠更斯—菲涅尔衍射积分 ,增广矩阵和 Wigner分布函数方法 ,研究了偏心厄米-高斯光束通过失调非对称一阶光学系统的传输特性 ,证明了偏心厄米 -高斯光束通过一阶光学系统时保持其封闭性 ,光束的二阶矩矩阵按通常的规律变换 ,一... 使用广义惠更斯—菲涅尔衍射积分 ,增广矩阵和 Wigner分布函数方法 ,研究了偏心厄米-高斯光束通过失调非对称一阶光学系统的传输特性 ,证明了偏心厄米 -高斯光束通过一阶光学系统时保持其封闭性 ,光束的二阶矩矩阵按通常的规律变换 ,一阶矩矩阵遵循几何光线的变换规律 。 展开更多
关键词 偏心厄米-高斯光束 失调非对称光学系统 封闭性 一阶矩 二阶矩 传输特性 激光技术 光束传输因子 广义惠更斯-涅尔衍射积分
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高分辨率X射线衍射光学元件(英文) 被引量:4
14
作者 Alexei Erko Alexander Firsov 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1816-1822,共7页
评述了BESSY研制的用于X射线聚焦的各种衍射光学元件。基于布拉格-菲涅耳光学元件,设计了高效高分辨率X射线聚焦和色散光学元件。描述了对长焦距布拉格-菲涅耳透镜与可变曲率半径反射镜组合所做的实验研究。用一块反射菲涅耳波带板作聚... 评述了BESSY研制的用于X射线聚焦的各种衍射光学元件。基于布拉格-菲涅耳光学元件,设计了高效高分辨率X射线聚焦和色散光学元件。描述了对长焦距布拉格-菲涅耳透镜与可变曲率半径反射镜组合所做的实验研究。用一块反射菲涅耳波带板作聚焦和色散光学元件进行了短脉冲X射线吸收谱(XAS)的测量。 展开更多
关键词 衍射光学元件 布拉格-耳光学元件 波带板 同步辐射
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光的干涉与衍射
15
《中国光学》 EI CAS 2002年第2期7-10,共4页
O436.1 2002020850菲涅耳衍射及柯林斯公式的快速傅里叶变换计算=Accurate calculation of Fresnel diffraction andCollins’formula by using fast Fourier transform[刊,中]/李俊昌(昆明理工大学激光应用研究所.云南,昆明(650093))... O436.1 2002020850菲涅耳衍射及柯林斯公式的快速傅里叶变换计算=Accurate calculation of Fresnel diffraction andCollins’formula by using fast Fourier transform[刊,中]/李俊昌(昆明理工大学激光应用研究所.云南,昆明(650093))∥光电子·激光.—2001,12(5). 展开更多
关键词 衍射 柯林斯公式 光电子 快速傅里叶变换 衍射光学元件 闪耀光栅 激光器 衍射光学器件 无损检测技术 微分干涉相衬法
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光的干涉与衍射
16
《中国光学》 EI CAS 2002年第6期6-8,共3页
O436.1 2002064036基于牛顿迭代算法的凹面光栅优化设计=Optimumdesign on concave gratings based on a Newton re-cursive algorithm[刊,英]/周哲海,丁立,严瑛白,金国藩(清华大学精仪系,精密测试技术与仪器国家重点实验室.北京(10008... O436.1 2002064036基于牛顿迭代算法的凹面光栅优化设计=Optimumdesign on concave gratings based on a Newton re-cursive algorithm[刊,英]/周哲海,丁立,严瑛白,金国藩(清华大学精仪系,精密测试技术与仪器国家重点实验室.北京(100084))∥光电子·激光.—2001,12(12). 展开更多
关键词 优化设计 凹面光栅 牛顿迭代算法 光电子 二维限制多模干涉器 自镜像效应 传递函数 测试技术 基尔霍夫公式
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堆叠型太赫兹通信透镜天线设计 被引量:7
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作者 潘武 曾威 +1 位作者 张俊 余璇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期65-72,共8页
为了提高太赫兹通信天线的增益和定向性,提出了"井"字堆叠型透镜天线。该透镜天线工作在太赫兹第一大气传播窗口内,由初级馈源天线和透镜两部分构成。设计了角锥喇叭天线作为透镜天线的初级馈源;根据菲涅耳-基尔霍夫衍射理论... 为了提高太赫兹通信天线的增益和定向性,提出了"井"字堆叠型透镜天线。该透镜天线工作在太赫兹第一大气传播窗口内,由初级馈源天线和透镜两部分构成。设计了角锥喇叭天线作为透镜天线的初级馈源;根据菲涅耳-基尔霍夫衍射理论和傍轴近似条件设计了"井"字堆叠型透镜用于聚焦太赫兹波,并分析了透镜结构在平面波入射时的聚焦场分布。利用控制变量法分析了透镜天线的全波周期和焦径比等结构参数对其远场辐射性能的影响。对所设计的透镜天线进行了实物加工和测试。实验结果表明:"井"字堆叠型透镜天线的加工和组装工艺简便,具有对称的辐射模式,在320~380GHz的工作频段内的增益高于26.4dB,3dB主瓣宽度低于4.8°,基本满足太赫兹通信系统对天线的高增益和强定向性等要求。 展开更多
关键词 太赫兹通信 -基尔霍夫衍射理论 透镜天线 角锥喇叭天线 远场辐射模式
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数字离轴无透镜傅里叶变换全息重建方法研究 被引量:9
18
作者 王华英 王大勇 +1 位作者 谢建军 陶世荃 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期288-290,294,共4页
为了提高再现像质量,对数字全息常见算法进行了比较研究。根据全息理论和线性系统理论,研究了利用菲涅耳近似法和基于瑞利-索末菲衍射积分的卷积法数值重建离轴无透镜傅里叶变换全息的方法,并做了计算机模拟。结果表明,在记录距离很短... 为了提高再现像质量,对数字全息常见算法进行了比较研究。根据全息理论和线性系统理论,研究了利用菲涅耳近似法和基于瑞利-索末菲衍射积分的卷积法数值重建离轴无透镜傅里叶变换全息的方法,并做了计算机模拟。结果表明,在记录距离很短的情况下,尽管记录距离不满足通常的菲涅耳近似条件,菲涅耳近似公式仍然成立;自由空间脉冲响应的快速傅里叶变换在不同的记录距离性质不同,由瑞利-索末菲衍射积分利用卷积方法得到的再现像质不理想;对于离轴无透镜傅里叶变换全息显微来说,菲涅耳近似重建方法优于卷积方法。 展开更多
关键词 全息 无透镜傅里叶变换全息 重建方法 耳近似 瑞利-索末衍射积分 卷积法
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湍流大气中激光束经卡塞格伦天线后的传输 被引量:8
19
作者 杨元杰 马俊兴 +1 位作者 邓科 陈彦 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期739-742,共4页
将卡塞格伦天线系统等效为一个环形光阑和括束器的组合,通过将环形光阑展开为复高斯函数的叠加,并利用广义的惠更斯-菲涅尔积分公式得到了准直的光束经卡塞格伦天线系统后衍射场的强度解析表达式。研究了湍流大气中光束经卡塞格伦天线... 将卡塞格伦天线系统等效为一个环形光阑和括束器的组合,通过将环形光阑展开为复高斯函数的叠加,并利用广义的惠更斯-菲涅尔积分公式得到了准直的光束经卡塞格伦天线系统后衍射场的强度解析表达式。研究了湍流大气中光束经卡塞格伦天线衍射的传输特性及光强分布随折射率结构常数和天线遮挡比的影响。该研究工作将对大气激光通信中的端机性能的评估具有一定的意义。 展开更多
关键词 高斯光束 卡塞格伦天线 环形光阑 广义的惠更斯-涅尔积分公式 湍流大气
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双曲正弦高斯光束在梯度折射介质中的传输 被引量:10
20
作者 刘莉 郝中骐 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期126-129,共4页
为了研究双曲正弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法推导了光束强度分布解析表达式,据此结合空间二阶矩定义得到了束腰宽度和位置的解析表达式,并对光束强度分布、光斑尺寸、束腰宽度及其位置进行... 为了研究双曲正弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法推导了光束强度分布解析表达式,据此结合空间二阶矩定义得到了束腰宽度和位置的解析表达式,并对光束强度分布、光斑尺寸、束腰宽度及其位置进行了数值计算和分析。结果表明,轴向光强分布呈周期性变化,横向光场分布受梯度折射系数和光束参量影响,通过对这些参量的适当调整,可以改变光斑尺寸和束腰位置。 展开更多
关键词 激光光学 传输特性 广义惠更斯-衍射积分 双曲正弦高斯光束 梯度折射率介质
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