菲涅耳半波带法的基尔霍夫理论

1

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 菲涅耳半波带法 基尔霍夫衍射理论 暗点 轴上光强 近似条件 上明 奇数 菲涅耳圆孔衍射 菲涅耳积分 振幅矢量

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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 菲涅耳-基尔霍夫衍射 菲涅耳衍射 夫琅和费衍射

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厄米-余弦-高斯光束的传输特性 被引量：5

3

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--菲涅耳衍射积分 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

4

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 菲涅耳数 截断参数 光束模式 强激光

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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 菲涅耳-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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单色点源圆孔衍射的数值模拟实验 被引量：6

6

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 菲涅尔衍射 夫琅禾费衍射 数值模拟实验

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堆叠型太赫兹通信透镜天线设计 被引量：7

7

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 菲涅耳-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

8

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 菲涅耳近似 瑞利-索末菲衍射积分 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

9

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-菲涅尔积分公式 湍流大气

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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

10

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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双曲正弦高斯光束在梯度折射介质中的传输 被引量：10

11

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-菲涅耳衍射积分 双曲正弦高斯光束 梯度折射率介质

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激光波带片衍射性质的数值模拟 被引量：5

12

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 菲涅尔波带片 数值模拟

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光子筛的色散特性和多波长聚焦功能仿真 被引量：1

13

作者 韦玮 黄金堂 王克逸 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期830-834,共5页

设计了具有多波段聚焦功能的光子筛,并对其进行了仿真分析。利用菲涅耳-基尔霍夫标量衍射理论的极坐标形式对远场下的基于菲涅耳波带片的光子筛进行聚焦分析,仿真结果表明:光子筛具有超瑞利衍射极限的聚焦特性,并且能抑制菲涅耳波带片... 设计了具有多波段聚焦功能的光子筛,并对其进行了仿真分析。利用菲涅耳-基尔霍夫标量衍射理论的极坐标形式对远场下的基于菲涅耳波带片的光子筛进行聚焦分析,仿真结果表明:光子筛具有超瑞利衍射极限的聚焦特性,并且能抑制菲涅耳波带片聚焦时的高阶衍射和旁瓣效应。对光子筛进行光谱扫描分析后得到:光子筛具有很好的波长选择特性。基于光子筛的此性质,设计了可以对多个波长的入射光在指定位置进行同时聚焦的光学器件。具有多波长聚焦功能的光子筛在多焦点成像、仿生学等领域具有广泛的应用。 展开更多

关键词 衍射光学 光子筛 菲涅耳-基尔霍夫理论 光学聚焦

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高分辨率的可调谐激光器研究 被引量：1

14

作者 何忠蛟 马养武 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期338-340,343,共4页

基于菲涅耳 基尔霍夫衍射积分方程的求解结果和维持基模振荡的观点 ,提出一个能直观表达出光栅腔可调谐激光器的最小可分辨波长间隔与光腔参数、光栅参数之间关系的表达式 ,并由实验结果所证实。

关键词 光栅腔 可调谐激光器 分辨率 菲涅耳-基尔霍夫衍射积分方程

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光纤耦合LD光束特性及其对振荡光模式的影响

15

作者 林林 文爱军 +4 位作者 尚磊 张慧星 项水英 王石语 过振 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期116-121,共6页

基于菲涅耳-基尔霍夫衍射积分理论,研究了端面泵浦固体激光器中泵浦源——LD阵列光纤耦合模块的输出光空间特性,及其对振荡光特性的影响。结果显示:LD阵列光纤耦合模块的输出光强分布不平滑,呈多尖峰分布,尖峰位置对LD光束指向角敏感,... 基于菲涅耳-基尔霍夫衍射积分理论,研究了端面泵浦固体激光器中泵浦源——LD阵列光纤耦合模块的输出光空间特性,及其对振荡光特性的影响。结果显示:LD阵列光纤耦合模块的输出光强分布不平滑,呈多尖峰分布,尖峰位置对LD光束指向角敏感,随指向角、空间排布等因素的变化而变化,是多种因素综合作用的结果;具有尖峰结构的泵浦光场对振荡光横模结构有直接影响,泵浦光尖峰位置越居中,光强径向分布曲线在轴心处越凸起,振荡光光束质量越好,越凹陷,振荡光光束质量越差,在激光器设计中应有针对性地具体考虑应对措施。 展开更多

关键词 固体激光器 光纤传输 菲涅耳-基尔霍夫衍射积分 指向角

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部分相干环形光束经透镜聚焦的焦移和焦开关

16

作者 刘文兵 钟鸣 +4 位作者 何衡湘 夏惠军 张翼 欧群飞 衣学斌 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期259-261,共3页

为了从理论上对部分相干环形光束被透镜聚焦后轴上点的光强分布以及焦移和焦开关现象进行研究,采用惠更斯-菲涅耳衍射积分方法进行了理论分析,取得了轴上点光强分布及焦移、焦开关现象的相关数据。结果表明,焦移量不仅依赖于环形光束外... 为了从理论上对部分相干环形光束被透镜聚焦后轴上点的光强分布以及焦移和焦开关现象进行研究,采用惠更斯-菲涅耳衍射积分方法进行了理论分析,取得了轴上点光强分布及焦移、焦开关现象的相关数据。结果表明,焦移量不仅依赖于环形光束外半径的菲涅耳数,还依赖于入射部分相干光的空间相干度和中心拦截比。菲涅耳数越大,焦移量越小;部分相干光的空间相干度越高,焦移量越小。菲涅耳数一定时,环形光束的中心拦截比越大,焦移越大。对于某一固定的空间相干度,随着菲涅耳数的降低会出现焦开关现象。这些结果对研究部分相干环形光束的聚焦性质是有帮助的。 展开更多

关键词 激光技术 焦移 焦开关 惠更斯-菲涅耳衍射积分 部分相干光 环形光束

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光的干涉与衍射

17

《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 菲涅耳 测试技术 基尔霍夫公式

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激光器结构与设计

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《中国光学》 EI CAS 2000年第5期29-30,共2页

TN242 2000053183环状复球面镜谐振腔的衍射积分方程=Diffractivelntegral equations of toroidal-spherotoricmirrors resonators[刊,中]/朱长虹,李正佳(华中理工大学激光研究所.湖北,武汉(430074))//量子电子学报.—1999,16(1).—54-5... TN242 2000053183环状复球面镜谐振腔的衍射积分方程=Diffractivelntegral equations of toroidal-spherotoricmirrors resonators[刊,中]/朱长虹,李正佳(华中理工大学激光研究所.湖北,武汉(430074))//量子电子学报.—1999,16(1).—54-57采用克希霍夫-菲涅耳衍射积分公式。 展开更多

关键词 气体激光器 谐振腔 环状复球面镜 衍射积分方程 自由旋气动窗口 菲涅耳衍射 积分公式 设计 高功率半导体激光器 量子电子学

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