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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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 菲涅耳衍射 硬边光阑 高斯光束

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利用改进型衍射理论对直边衍射效应的解释 被引量：4

3

作者 祁建霞 董军 苗润才 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第B06期91-94,共4页

利用改进型衍射理论MTPO(Modified Theory of Physics Optics)对直边衍射现象做出了解释.用数值模拟方法得出了直边衍射场强随衍射角度的变化曲线,并与广泛采用的菲涅耳近似衍射方法结果进行比较,发现在很大的角度空间上,二者所得出的... 利用改进型衍射理论MTPO(Modified Theory of Physics Optics)对直边衍射现象做出了解释.用数值模拟方法得出了直边衍射场强随衍射角度的变化曲线,并与广泛采用的菲涅耳近似衍射方法结果进行比较,发现在很大的角度空间上,二者所得出的衍射场强与精确解吻合较好.但在入射波的几何传播方向上,即边缘上的衍射场强分布,MTPO方法则具有更高的准确度. 展开更多

关键词 衍射 改进型衍射理论 菲涅耳衍射方法

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3种圆孔衍射的两种计算方法研究 被引量：11

4

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

5

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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高斯光束微圆孔衍射变换的数值仿真实验 被引量：3

6

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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厄米-余弦-高斯光束的传输特性 被引量：5

7

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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半导体激光器的衍射准直透镜的优化设计 被引量：1

8

作者 陈颖 杨华军 +1 位作者 邱琪 安晓强 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期129-132,共4页

针对国内外现有半导体激光器准直器件的缺点,提出了一种用于半导体激光器准直的相位型二元菲涅耳衍射透镜的优化方法。该方法在现有衍射透镜加工设备分辨率条件下,可提高衍射透镜的衍射效率,增大衍射透镜的数值孔径。

关键词 半导体激光器 衍射理论 二元菲涅耳衍射透镜 准直器 优化设计

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贝塞尔-高斯光束经球差透镜的聚焦特性

9

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-菲涅耳衍射 涡漩光束:贝塞尔-高斯光束 球差

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低N_(eq)非稳腔δ选取的理论与实验研究

10

作者 程祖海 《激光杂志》 CAS 1985年第2期70-75,共6页

本文描述了低等效菲涅耳数N_(cq)非稳腔输出耦合率δ的衍射理论分析方法,给出了HCL—84型5kW CO_2激光器单通道和双通道正支共焦非稳腔衍射输出耦合率δ衍的实验结果,讨论了非稳腔δ衍选取中值得注意的几个问题。

关键词 正支共焦非稳腔 实验 等效菲涅耳数 CO2激光器 衍射理论 耦合率 双通道 单通道 输出

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堆叠型太赫兹通信透镜天线设计 被引量：7

11

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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角谱法的等价形式与近似公式 被引量：6

12

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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数字离轴无透镜傅里叶变换全息重建方法研究 被引量：9

13

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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双曲正弦高斯光束在梯度折射介质中的传输 被引量：10

14

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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光子筛的色散特性和多波长聚焦功能仿真 被引量：1

15

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

16

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

17

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

18

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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在粒子波动性中原子为入射波的子波源的论述

19

作者 苏燕飞 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2002年第3期263-265,共3页

从平面光栅过渡到空间 (三维 )光栅 ,分析入射波经光栅产生的现象 ,从惠更斯 -菲涅耳的子波理论引出 ,由量子力学的微扰理论论述原子为入射波的子波源 ,并由电子产生的衍射实验分析原子为子波源所产生的效果 .

关键词 粒子波动性 原子 入射波 子波源 空间光栅 惠更斯-菲涅耳原理 微扰理论 量子力学 空间衍射

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3kW射频板条CO_2激光器抛物面非稳波导腔研究 被引量：2

20

作者 严拓 郭海平 +3 位作者 王振 王炜 唐霞辉 王度 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期796-800,共5页

为了提高传统球面镜腔3k W射频板条CO_2激光器光束质量,设计了新型抛物面镜负支非稳-波导混合腔;结合标量光束的瑞利-索末菲衍射理论与特征向量法,研究了大菲涅耳数下镜面类型对非稳波导混合腔光场传输特性的影响;利用矩形波导理论、1... 为了提高传统球面镜腔3k W射频板条CO_2激光器光束质量,设计了新型抛物面镜负支非稳-波导混合腔;结合标量光束的瑞利-索末菲衍射理论与特征向量法,研究了大菲涅耳数下镜面类型对非稳波导混合腔光场传输特性的影响;利用矩形波导理论、1维近似分析得出了波导传输损耗及偏振情况。结果表明,将非稳方向输出镜和尾镜改为与光轴交点处曲率半径为R_1=951.32mm和R_2=1088.68mm的抛物镜面,能够避免尾镜漏光,可有效改善模式鉴别特性;常用波导电极镀膜材料中,镀铝电极内波导方向传输损耗最小,传输光场为x偏振的EH1模。采用电极镀铝的抛物面非稳波导腔能够降低损耗、提升光束质量。 展开更多

关键词 激光器 射频板条CO2激光器 非稳波导混合腔 抛物面镜 瑞利-索末菲衍射 大菲涅耳数

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