利用衍射积分讨论菲涅耳全息的成象过程

1

作者 秦法顺 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1993年第4期106-108,共3页

近几年来,由于全息图模压复制技术的迅速发展,全息图的物象关系式已成为实验室和工厂中常用的公式。在一些常见的书籍与文献中,这些公式都是利用单一物点和参考点光源推导出来的[1,2,3]本文系参考文献[4]利用光波衍射积分的方法对菲涅... 近几年来,由于全息图模压复制技术的迅速发展,全息图的物象关系式已成为实验室和工厂中常用的公式。在一些常见的书籍与文献中,这些公式都是利用单一物点和参考点光源推导出来的[1,2,3]本文系参考文献[4]利用光波衍射积分的方法对菲涅成象的过程进行了详尽的推导和讨论,通过演算可以加深理解菲涅耳全息成象的物理过程。为了计算的简明起见,参考如图1所示的全息记录原理图,设物体是一个以坐标原点为中心,以1_0为半径的曲面。 展开更多

关键词 衍射 积分 菲涅耳 全息成象

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菲涅耳半波带法的基尔霍夫理论

2

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

3

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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多矩孔菲涅耳衍射的数值模拟 被引量：2

4

作者 阿不都热苏力 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期18-20,共3页

本文由衍射积分公式出发,利用数值模拟方法对多矩孔的菲涅耳衍射进行分析,基于菲涅耳衍射积分法,提出了一种针对多矩孔菲涅耳衍射的数值算法,同时给出了相应的Matlab程序以及仿真结果。从数值分析结果可以看出,该研究结果对于实验验证... 本文由衍射积分公式出发,利用数值模拟方法对多矩孔的菲涅耳衍射进行分析,基于菲涅耳衍射积分法,提出了一种针对多矩孔菲涅耳衍射的数值算法,同时给出了相应的Matlab程序以及仿真结果。从数值分析结果可以看出,该研究结果对于实验验证和计算较为复杂的多矩孔菲涅耳衍射现象具有重要的理论参考意义。 展开更多

关键词 菲涅耳衍射 衍射积分法 多矩孔衍射

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菲涅耳全息图的计算机生成及数字重现 被引量：8

5

作者 丁大为 王年 韦穗 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第3期15-18,共4页

本文研究菲涅耳(Fresnel)衍射积分的两种计算机模拟算法,分别用卷积算法和傅里叶变换算法实现菲涅耳积分,阐述了两种算法的优点和缺点。尝试将计算全息与数字全息相结合,模拟光线的菲涅耳衍射传播,用计算机生成菲涅耳全息图,并由所生成... 本文研究菲涅耳(Fresnel)衍射积分的两种计算机模拟算法,分别用卷积算法和傅里叶变换算法实现菲涅耳积分,阐述了两种算法的优点和缺点。尝试将计算全息与数字全息相结合,模拟光线的菲涅耳衍射传播,用计算机生成菲涅耳全息图,并由所生成的全息图再现出原始图像,完成全息图的数字重现,真正实现整个全息记录和重现过程的计算机模拟。 展开更多

关键词 菲涅耳衍射 数字全息 计算机模拟 卷积积分 快速傅里叶变换 数字重现

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求解分数傅里叶变换衍射积分的一种快速算法 被引量：12

6

作者 冯迪 严瑛白 +1 位作者 金国藩 谭峭峰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期885-888,共4页

在对Lohmann二型分数傅里叶变换 (FRT)和菲涅耳衍射积分进行比较的基础上 ,给出基于快速傅里叶变换 (FFT)求解该分数傅里叶变换和菲涅耳衍射积分的快速算法及算法适用范围 数值模拟实验证明了理论的可靠性和算法的高效性

关键词 菲涅耳衍射积分 Lohmann二型分数傅里叶变换 快速算法 适用范围 数值模拟

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椭圆高斯光束产生近似无衍射Bessel-Gauss光 被引量：1

7

作者 李冬 梅小华 吴逢铁 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期84-87,共4页

研究了轴棱锥聚焦像散椭圆高斯光束的光场分布特性,根据菲涅耳衍射积分理论导出了椭圆高斯光束经轴棱锥衍射后的光场分布,通过数值积分给出椭圆高斯光束经轴棱锥聚焦后的近轴光场强度分布情况,将其与圆高斯光束产生的近似Bessel-Gauss... 研究了轴棱锥聚焦像散椭圆高斯光束的光场分布特性,根据菲涅耳衍射积分理论导出了椭圆高斯光束经轴棱锥衍射后的光场分布,通过数值积分给出椭圆高斯光束经轴棱锥聚焦后的近轴光场强度分布情况,将其与圆高斯光束产生的近似Bessel-Gauss场进行比较,发现椭圆高斯光束经轴棱锥聚焦后的光束在一定的传播距离内也具有无衍射特性,且轴上光强分布与圆高斯光束产生的Bessel-Gauss光束的轴上光强分布具有相似的形式,而这种无衍射光场的强度在垂直于光轴的平面上不再是柱对称分布。根据近轴球面波产生近似Bessel光束的最大无衍射距离公式计算了椭圆Bessel-Gauss光束在子午面和弧矢面上的最大无衍射距离,整个光束的无衍射距离由入射到轴棱锥上的椭圆光斑短轴方向的尺寸决定。 展开更多

关键词 衍射 椭圆Bessel Gauss光束 菲涅耳衍射积分 轴棱锥

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3种圆孔衍射的两种计算方法研究 被引量：11

8

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

9

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

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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激光波带片衍射性质的数值模拟 被引量：5

11

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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厄米-余弦-高斯光束的传输特性 被引量：5

12

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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像散厄米-高斯光束的对称化和相关问题的研究 被引量：1

13

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-菲涅尔衍射积分 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

14

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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偏心厄米-高斯光束通过失调一阶光学系统的传输特性

15

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-菲涅尔衍射积分

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计算凹面闪耀光栅衍射效率的通用方法 被引量：6

16

作者 李亭 黄元申 +5 位作者 徐邦联 李柏承 张大伟 陶春先 凌进中 庄松林 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1997-2001,共5页

为使凹面光栅的衍射能量更多地集中在所需要的级次上,提出了利用机械刻划的方法在凹面基底上制作变刻槽角度的凹面闪耀光栅,并利用菲涅耳-基尔霍夫衍射公式推导了同时在主截面和非主截面内计算凹面闪耀光栅衍射效率的理论方法,弥补了以... 为使凹面光栅的衍射能量更多地集中在所需要的级次上,提出了利用机械刻划的方法在凹面基底上制作变刻槽角度的凹面闪耀光栅,并利用菲涅耳-基尔霍夫衍射公式推导了同时在主截面和非主截面内计算凹面闪耀光栅衍射效率的理论方法,弥补了以往只在主截面内考虑衍射效率的不足,最后利用Matlab仿真软件模拟了衍射效率随波长的变化曲线,并对比了在不同制作和使用参数下衍射效率峰值的变化规律,为今后凹面光栅的设计和制作提供了参考价值。 展开更多

关键词 凹面闪耀光栅 衍射效率 菲涅耳衍射 数值积分法

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高分辨率的可调谐激光器研究 被引量：1

17

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

18

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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角谱法的等价形式与近似公式 被引量：6

19

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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堆叠型太赫兹通信透镜天线设计 被引量：7

20

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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