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硬边衍射光束的计算模拟 被引量:9
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作者 吕百达 季小玲 +2 位作者 陶向阳 赵光普 肖希 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期301-305,共5页
在激光的产生和传输过程中或多或少地要受到光阑的限制。因此,光束通过有硬边光阑限制光学系统传输问题的研究有重要实际意义。为此,已发展了多种模拟方法。一般情况下,对Collins公式直接数值积分是一种精确的模拟方法。但当光阑数增加... 在激光的产生和传输过程中或多或少地要受到光阑的限制。因此,光束通过有硬边光阑限制光学系统传输问题的研究有重要实际意义。为此,已发展了多种模拟方法。一般情况下,对Collins公式直接数值积分是一种精确的模拟方法。但当光阑数增加时,计算变得非常繁琐和费时。使用四种简明方法,即解析公式法、递推算法、复高斯函数展开法和矩阵表示法来模拟硬边衍射光束,对这些方法的优点和使用范围作了分析,讨论了方法的改进。 展开更多
关键词 硬边衍射光束 传输公式 递推算法 复高斯函数展开 矩阵表示法
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无衍射光束在激光三角测量系统中的应用研究 被引量:23
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作者 周莉萍 赵斌 李柱 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期22-25,共4页
无衍射贝塞耳光束是近年来国内外极为重视的一个新兴研究领域。这种光束同时具有焦深长,中心光斑小的特点。利用这一特点,作者首次提出将其作为入射光束应用于激光三角测量系统,以解决传统激光三角测量系统无法满足大量程与高分辨率... 无衍射贝塞耳光束是近年来国内外极为重视的一个新兴研究领域。这种光束同时具有焦深长,中心光斑小的特点。利用这一特点,作者首次提出将其作为入射光束应用于激光三角测量系统,以解决传统激光三角测量系统无法满足大量程与高分辨率测量要求的问题。文中给出了无衍射光束的理论及实现方法。在三角测量物象位置关系的基础上,设计了无衍射激光三角测量系统及其参数并给出了实验结果。理论分析与实验结果表明,这种新型系统明显优于传统的三角测量系统。 展开更多
关键词 衍射光束 锥形透镜 激光三角测量 激光仪器
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无衍射光束理论与实现 被引量:18
3
作者 周莉萍 赵斌 李柱 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1997年第4期14-19,共6页
无衍射光束具有中心光斑直径小且传播距离远的特点。将其应用于光学精密测量可以解决许多传统光学无法解决的难题。本文给出零阶及高阶贝塞耳无衍射光束理论及实现方法,并给出各种实现方法的比较及无衍射光束的应用范围。
关键词 衍射光束 零阶 贝塞耳光束 高阶
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两种硬边衍射光束计算模拟方法的比较 被引量:7
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作者 季小玲 刘雅静 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期801-807,共7页
以平顶高斯光束通过多个硬边光阑ABCD复杂光学系统的传输为例,分别用矩阵表示法和复高斯函数展开法推导出其对应的解析公式,并通过大量数值计算对两种方法进行比较。研究表明,矩阵表示法其解析公式形式简洁、规范,它在菲涅尔和夫琅禾费... 以平顶高斯光束通过多个硬边光阑ABCD复杂光学系统的传输为例,分别用矩阵表示法和复高斯函数展开法推导出其对应的解析公式,并通过大量数值计算对两种方法进行比较。研究表明,矩阵表示法其解析公式形式简洁、规范,它在菲涅尔和夫琅禾费衍射区都很精确,但仅适用于圆对称光束和光学系统。复高斯函数展开法其解析公式形式较为复杂,它在非常靠近光阑的菲涅尔衍射区的误差较大,但是它可适用于圆对称和非圆对称光束和光学系统。两种方法与直接对Collins公式积分比较都能节约大量机时。 展开更多
关键词 硬边衍射光束 传输公式 矩阵表示法 复高斯函数展开法
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无衍射光束的传输 被引量:6
5
作者 张彬 吕百达 《激光技术》 CAS CSCD 1996年第1期14-19,共6页
本文使用稳相法对无衍射光束的传输特性作了详细的理论分析,并与高斯光束作了比较。选用轴棱镜产生近似零阶贝塞尔光来的方案,进行有关零阶见塞尔光束传输特性的实验研究,取得了在误差范围内实验与理论计算一致的结果。
关键词 衍射光束 贝塞尔光束 稳相法 传输特性 轴棱镜
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参数可控长距无衍射光束的生成方法研究 被引量:3
6
作者 马国鹭 刘丽贤 +1 位作者 杨贵洋 赵斌 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期100-107,共8页
为了消除光学器件几何参数对无衍射光束传播特性调整的限制,实现长距空间中无衍射光束传播时特性参数的可控性,首先,通过研究axicon折射阴影区的电场分布特征,发现axicon无衍射区外过临界面后的近轴区域虽处于几何折射阴影近轴区域内,... 为了消除光学器件几何参数对无衍射光束传播特性调整的限制,实现长距空间中无衍射光束传播时特性参数的可控性,首先,通过研究axicon折射阴影区的电场分布特征,发现axicon无衍射区外过临界面后的近轴区域虽处于几何折射阴影近轴区域内,但仍存在光强服从第一类零阶贝赛尔函数分布的球面波;以此为基础,提出了一种不受传播空间距离限制的无衍射光束的生成方式;最后,在近12 m的尺度范围内进行无衍射光传播特性参数测试,发现其实验参数与理论计算值的差值不超过0.1μm。该无衍射光通过对第一类零阶贝塞尔函数分布的球面衍射光斑准直生成,本质上区别于传统的干涉无衍射光束生成方式,易于生成大尺度空间无衍射光束。该无衍射光生成方式适合用于非能量使用情况下大尺度空间的直线基准、光束空间通讯等领域,具有较大的价值与意义。 展开更多
关键词 衍射光束 参数可控 长距传播 泊松衍射
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无衍射光束聚焦后的重建与矫正 被引量:5
7
作者 刘岚 吴逢铁 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期789-793,共5页
基于衍射理论分析了无衍射光束聚焦后重建现象.导出重建后的光场分布表达式,数值模拟了重建光束的光强分布.结果表明,重建光束中心光斑较聚焦前的无衍射光束中心光斑大,而且重建后的光束有较大的发散角,光束随着传输很快扩散,光强迅速衰... 基于衍射理论分析了无衍射光束聚焦后重建现象.导出重建后的光场分布表达式,数值模拟了重建光束的光强分布.结果表明,重建光束中心光斑较聚焦前的无衍射光束中心光斑大,而且重建后的光束有较大的发散角,光束随着传输很快扩散,光强迅速衰减.此类光束的应用受到限制.利用另一正透镜对重建后的光束加以矫正.并且由几何光学知识,得到了改变重建光束参量的方法,研究结果拓宽了无衍射光束的应用.用体视显微镜和CCD照相机组成的系统拍摄光束强度分布,实验结果与理论计算相吻合. 展开更多
关键词 衍射理论 重建特性 衍射光束 轴棱锥
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无衍射光束概念及在强激光技术中潜在应用的分析 被引量:3
8
作者 吕百达 张彬 蔡邦维 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1995年第4期481-487,共7页
对近年来引起广泛研究兴趣和热烈争议的无衍射光束和相关的物理概念、产生方法和传输特性,以及在强激光技术中应用的可能性等问题,作了详细的物理分析,以期引起讨论。
关键词 衍射光束 激光技术 贝塞尔光束 光束变换器 传输特性 位相变换器 衍射原理 转换效率
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相关参数对长距离近似无衍射光束质量的影响 被引量:1
9
作者 郑维涛 吴逢铁 +1 位作者 张前安 程治明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2331-2334,共4页
利用光线追迹法分析了会聚透镜焦距及会聚透镜与轴棱锥的距离等相关参数对双轴棱锥产生的长距离近似无衍射光束传播距离的影响,运用Mathcad对其进行了数值模拟。结果显示:在其他条件不变的情况下,近似无衍射光束的传播距离随会聚透镜焦... 利用光线追迹法分析了会聚透镜焦距及会聚透镜与轴棱锥的距离等相关参数对双轴棱锥产生的长距离近似无衍射光束传播距离的影响,运用Mathcad对其进行了数值模拟。结果显示:在其他条件不变的情况下,近似无衍射光束的传播距离随会聚透镜焦距的增大而减小,随会聚透镜与轴棱锥之间距离的增大而增大。通过实验对理论进行了验证,所得结果与理论分析相吻合。 展开更多
关键词 近似无衍射光束 轴棱锥 会聚透镜 光线追迹 传播距离
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用于光纤耦合的无衍射光束研究 被引量:1
10
作者 李岩 穆郁 +3 位作者 刘智颖 胡源 王志坚 付跃刚 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期2512-2515,共4页
在光纤耦合理论及圆锥透镜产生无衍射光束理论的基础上提出了无衍射光束在光纤耦合中的方法。相对于其他方法,无衍射光束更容易耦合进入光纤,特别是单模光纤,并且在其最大准直距离内耦合效率几乎不变,可以减小装调难度。对此方法进行理... 在光纤耦合理论及圆锥透镜产生无衍射光束理论的基础上提出了无衍射光束在光纤耦合中的方法。相对于其他方法,无衍射光束更容易耦合进入光纤,特别是单模光纤,并且在其最大准直距离内耦合效率几乎不变,可以减小装调难度。对此方法进行理论分析,并进行实验,加工了光纤耦合使用的圆锥透镜,其锥角为10°,通光半径为5mm。波长为0.6328μm的激光经过准直扩束后入射到圆锥透镜上,产生光斑半径为6.7μm的无衍射光束,在轴向58mm的范围内均可耦合进入光纤,并且耦合效率几乎不变,减小了光纤耦合时的光轴方向对准误差,降低了装调难度,验证了理论分析。 展开更多
关键词 衍射光束 光纤耦合 装调
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一种新的光束概念—无衍射光束 被引量:3
11
作者 吴健 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1992年第1期148-152,共5页
本文介绍了国际学术界新近提出的无衍射光束概念,对该光束的物理机制和应用前景进行了讨论。
关键词 衍射光束 光束 光能传输 光束
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贝塞耳光束的特性和无衍射光束相关概念的分析 被引量:2
12
作者 吕百达 《量子电子学》 CAS CSCD 1996年第2期97-106,共10页
基于我们的工作,本文分析了无衍射光束的物理意义,贝塞耳光束的传输变换和聚焦特性。然后,对与无衍射光束有关的一些易于混淆的概念提出了我们的看法。最后,对主要结果加以总结。
关键词 衍射光束 贝塞耳光束 传输变换 聚焦 衍射理论
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分立无衍射光束产生的光子晶格(英文) 被引量:1
13
作者 林蓉 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期478-485,共8页
在加压光折变掺铈铌酸锶钡(SBN)晶体中观察了由无衍射分立光束所产生的光子晶格。重点实验观察了三柬光干涉和六束光干涉两种情况下所产生的光子晶格,利用远场衍射图、布里渊区光谱图和傅里叶空间频谱图比较了这两种光子晶格的相同点和... 在加压光折变掺铈铌酸锶钡(SBN)晶体中观察了由无衍射分立光束所产生的光子晶格。重点实验观察了三柬光干涉和六束光干涉两种情况下所产生的光子晶格,利用远场衍射图、布里渊区光谱图和傅里叶空间频谱图比较了这两种光子晶格的相同点和区别,并且进行了理论分析。结果表明由三柬光干涉产生的光子晶格更均匀稳定。另外,又分别模拟了四光束干涉、五光束干涉、七光束干涉、八光束干涉、九光束干涉和十光束干涉这几种情况下所获得的光子晶格的传输图。 展开更多
关键词 非线性光学 光子晶格 衍射光束 布里渊区光谱图 远场衍射
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无衍射光束三角测量系统噪声处理的小波分析方法 被引量:1
14
作者 陈庆虎 《工具技术》 北大核心 1999年第7期32-35,共4页
无衍射光束三角测量系统具有焦深长、中心光斑小、理论测量精度高等特点,但实际测量中的噪声会严重影响测量精度。根据无衍射光束三角测量中信号与噪声的频率特性,采用小波分析方法将噪声与信号分离,进而剔除噪声误差,可获得理想的... 无衍射光束三角测量系统具有焦深长、中心光斑小、理论测量精度高等特点,但实际测量中的噪声会严重影响测量精度。根据无衍射光束三角测量中信号与噪声的频率特性,采用小波分析方法将噪声与信号分离,进而剔除噪声误差,可获得理想的测量精度。 展开更多
关键词 衍射光束 三角测量法 噪声 小波分析
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不同波长激光对计算全息位相光栅空间衍射光束分辨率的影响
15
作者 张鹏 李洪滨 +1 位作者 南京达 王晓欧 《光电工程》 CAS CSCD 1996年第4期60-64,共5页
针对用于激光阵列探测系统中的计算全息位相光栅,给出了在不同波长激光入射的情况下,衍射光束的空间分辨率随不同入射角的变化情况。用实验验证了用可见光代替红外激光进行初步测试与分析的可行性。为用于红外系统的整形光栅的测试提... 针对用于激光阵列探测系统中的计算全息位相光栅,给出了在不同波长激光入射的情况下,衍射光束的空间分辨率随不同入射角的变化情况。用实验验证了用可见光代替红外激光进行初步测试与分析的可行性。为用于红外系统的整形光栅的测试提供了简捷。 展开更多
关键词 全息光栅 位相光栅 空间分辨率 衍射光束 激光
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一种θ可变的无衍射光束产生方法
16
作者 徐荣青 王建华 倪晓武 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期322-325,共4页
提出了一种由负轴棱镜和球面透镜组成的光学系统 ,该系统可产生θ可变的无衍射光束 ;论述了它的特点及基本原理 ,给出了有关设计参数 。
关键词 轴棱镜 衍射光束 光束变换 θ可变
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基于HYPERSIM的低衍射光束聚焦性能数学建模分析
17
作者 程凤林 周林锦 张军芳 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第11期220-224,共5页
为改善低衍射光束聚焦性能数学建模效果,提出了基于HYPERSIM的低衍射光束聚焦性能数学建模。结合电磁场定律,获取平面与球面波的两种复振幅公式,并利用标量波动方程分析衍射过程;采用HYPERSIM软件实现光束聚焦过程实时仿真;根据光束在... 为改善低衍射光束聚焦性能数学建模效果,提出了基于HYPERSIM的低衍射光束聚焦性能数学建模。结合电磁场定律,获取平面与球面波的两种复振幅公式,并利用标量波动方程分析衍射过程;采用HYPERSIM软件实现光束聚焦过程实时仿真;根据光束在光瞳处衍射时聚焦能量密度确定影响聚焦性能的主要因素,从填充因子、非线性调制两方面实现低衍射光束聚焦性能数学建模。实验结果表明:设计方法能够发填充因子越大,系统能量损失越严重,聚焦性能也越差;相位与振幅调制深度的增加会减少聚焦光照强度,进而降低聚焦性能。 展开更多
关键词 衍射光束 聚焦性能 数学建模 相位调制 填充因子
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柱面波用平面波表示和无衍射光束
18
作者 任赛玉 奚定平 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS 1997年第1期63-67,共5页
从叠加原理出发,给出了柱面波用平面波表示的一般公式和应用无衍射光束的基本原理及特性实例,并介绍了无衍射光束的几种典型产生方法.
关键词 衍射光束 波动方程 柱面波 平面波
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一种输出无衍射光束的金属环状波导激光器的光场特性
19
作者 吴志伟 黄元庆 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期316-320,共5页
介绍一种输出无衍射光束的金属环状波导激光器,以横向电(TE)模为例详细分析了金属环状波导谐振腔内的电磁场分布,耦合损耗,输出光束近、远场特性.通过几何光学分析了产生无衍射光的原理,计算了无衍射光的相关参数.由衍射积分理论分析和... 介绍一种输出无衍射光束的金属环状波导激光器,以横向电(TE)模为例详细分析了金属环状波导谐振腔内的电磁场分布,耦合损耗,输出光束近、远场特性.通过几何光学分析了产生无衍射光的原理,计算了无衍射光的相关参数.由衍射积分理论分析和模拟了输出光束的光强分布特性,所得分析结果与几何光学分析是一致的.结果表明,该器件能够输出无衍射光束. 展开更多
关键词 环状波导 近场特性 远场特性 衍射光束
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实现无衍射光束的纯位相衍射光学元件的设计
20
作者 张静娟 王京从 霍俊岭 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第S2期26-26,共1页
实现无衍射光束的纯位相衍射光学元件的设计张静娟王京从霍俊岭(中国科技大学研究生院物理学部北京100039)近几年无衍射光束的研究引起了科研和应用领域的普遍重视。这种无限大自由空间的无衍射光束包含了无穷多能量,原则上来... 实现无衍射光束的纯位相衍射光学元件的设计张静娟王京从霍俊岭(中国科技大学研究生院物理学部北京100039)近几年无衍射光束的研究引起了科研和应用领域的普遍重视。这种无限大自由空间的无衍射光束包含了无穷多能量,原则上来说是不可能实现的。但在有限孔径下的... 展开更多
关键词 衍射光束 衍射光学元件 纯位相 能量效率 有限孔径 模拟计算 孔径函数 中国科技大学 计算全息图 纯位相调制
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