高阶贝塞尔-高斯光束通过圆孔硬边光阑的传输特性 被引量：4

1

作者 李汝烯 赵承良 +1 位作者 陆璇辉 李汝恒 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期66-68,共3页

文章通过把圆孔光阑函数展开为有限复高斯函数和的方法,用惠更斯-菲涅尔衍射积分,推导出了高阶贝塞尔高斯光束通过具有圆孔光阑的近轴ABCD光学系统的传输近似解析公式,并对高阶贝塞尔-高斯光束通过圆孔硬边光阑的传输特性进行了研究。... 文章通过把圆孔光阑函数展开为有限复高斯函数和的方法,用惠更斯-菲涅尔衍射积分,推导出了高阶贝塞尔高斯光束通过具有圆孔光阑的近轴ABCD光学系统的传输近似解析公式,并对高阶贝塞尔-高斯光束通过圆孔硬边光阑的传输特性进行了研究。分析结果表明,衍射特性与截断参数、贝塞尔函数的阶数以及光束的菲涅尔数等因素有关。 展开更多

关键词 高阶贝塞尔-高斯光束 圆孔光阑 传输特性

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高阶贝塞尔-高斯光束通过圆环形硬边光阑的传输特性 被引量：3

2

作者 李汝烯 李汝恒 +1 位作者 赵承良 陆璇辉 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期534-536,共3页

文中通过把环形光阑函数展开为复高斯函数的方法,推导出了高阶贝塞尔-高斯光束通过环形光阑的传输近似解析公式,并对高阶贝塞尔-高斯光束通过圆环形硬边光阑的传输特性进行了研究,分析了不同内外半径下的光阑对输出光束的影响。分析结... 文中通过把环形光阑函数展开为复高斯函数的方法,推导出了高阶贝塞尔-高斯光束通过环形光阑的传输近似解析公式,并对高阶贝塞尔-高斯光束通过圆环形硬边光阑的传输特性进行了研究,分析了不同内外半径下的光阑对输出光束的影响。分析结果表明,衍射特性与光阑宽度、光阑内径等因素有关,当光阑内径和光阑宽度取值适中时,会出现衍射光强相等的两个峰。 展开更多

关键词 高阶贝塞尔-高斯光束 环行光阑 传输特性

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高阶贝塞尔-高斯脉冲光束相位奇点的演化 被引量：2

3

作者 丁超亮 吕百达 潘留占 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期177-182,共6页

推导出被光阑衍射高阶贝塞尔-高斯脉冲光束的场和光强分布的解析公式,对其相位奇点的演化特性做了计算和分析。结果表明,高阶贝塞尔-高斯脉冲光束经光阑衍射后,中心光涡旋始终存在,拓扑电荷守恒。随脉冲频率和脉冲宽度增加,等相位线均... 推导出被光阑衍射高阶贝塞尔-高斯脉冲光束的场和光强分布的解析公式,对其相位奇点的演化特性做了计算和分析。结果表明,高阶贝塞尔-高斯脉冲光束经光阑衍射后,中心光涡旋始终存在,拓扑电荷守恒。随脉冲频率和脉冲宽度增加,等相位线均沿逆时针方向旋转,涡旋核随脉冲频率增加而减小,而脉冲宽度对涡旋核大小几乎无影响。等相位线随截断参数和传输距离的增加分别沿逆时针和顺时针方向旋转,涡旋核大小随截断参数增加而变化,随传输距离和光束阶数的增加而增大。 展开更多

关键词 高阶贝塞尔-高斯脉冲光束 奇点光学 光涡旋 相位奇点 光阑衍射

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聚焦贝塞尔-高斯光束的焦开关效应 被引量：7

4

作者 季小玲 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期347-350,共4页

详细研究了贝塞尔高斯光束被无光阑透镜聚焦后的焦开关效应。推导出了轴上最大光强位置满足的一元三次方程和相对跃迁量公式,并用数值计算对理论结果作了说明。研究表明,当光束参数大于2时,聚焦贝塞尔高斯光束会有焦开关现象出现。相对... 详细研究了贝塞尔高斯光束被无光阑透镜聚焦后的焦开关效应。推导出了轴上最大光强位置满足的一元三次方程和相对跃迁量公式,并用数值计算对理论结果作了说明。研究表明,当光束参数大于2时,聚焦贝塞尔高斯光束会有焦开关现象出现。相对跃迁量随着光束参数的增大而增大,轴上归一化光强最小值随着光束参数的增大而减小,并且当光束参数大于3.9时,轴上归一化光强最小值为零。 展开更多

关键词 贝塞尔-高斯光束 焦开关 无光阑透镜 光束参数

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大气斜程传输中高阶贝塞尔高斯光束轨道角动量的研究 被引量：6

5

作者 柯熙政 郭新龙 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期3744-3749,共6页

大气湍流引起大气折射率随机变化,导致空间不均匀性。高阶贝塞尔光束在大气湍流中传输时,空间不均匀性会使光子波函数改变,形成不同的光子态引起轨道角动量的弥散。在Rytov近似下,计算了高阶贝塞尔光束在大气斜程传输中各分量所占光束... 大气湍流引起大气折射率随机变化,导致空间不均匀性。高阶贝塞尔光束在大气湍流中传输时,空间不均匀性会使光子波函数改变,形成不同的光子态引起轨道角动量的弥散。在Rytov近似下,计算了高阶贝塞尔光束在大气斜程传输中各分量所占光束总能量的权重。讨论并对比折射率结构常数,光束波长,天顶角,轨道角动量数,接收孔径和光斑大小等参数对螺旋谱的影响,并给予相应的物理解释。结果表明:随着折射率结构常数,天顶角和传输距离的增加以及光束波长的减小,螺旋谐波主分量对应的谱减小,轨道角动量弥散越大,而且望远镜接收孔径和光斑大小对轨道角动量弥散的影响非常小。 展开更多

关键词 高阶贝塞尔高斯光束 大气湍流 轨道角动量 螺旋谱

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超短脉冲贝塞尔-高斯光束在自由空间的传输特性 被引量：5

6

作者 邹其徽 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1769-1772,共4页

使用复解析信号法研究了束宽与频率无关的超短脉冲贝塞尔-高斯光束在自由空间的传输特性。研究表明:在无衍射长度内,超短脉冲贝塞尔-高斯光束的横向光强分布几乎不变并集中在传输轴附近,轴上脉冲随传输距离增加而展宽。在无衍射长度外,... 使用复解析信号法研究了束宽与频率无关的超短脉冲贝塞尔-高斯光束在自由空间的传输特性。研究表明:在无衍射长度内,超短脉冲贝塞尔-高斯光束的横向光强分布几乎不变并集中在传输轴附近,轴上脉冲随传输距离增加而展宽。在无衍射长度外,横向光强分布显著扩展。随传输距离增加,轴上光谱蓝移先增加,达到极大值后逐渐减小,最后在远场趋于一渐近值。对单周期的超短脉冲贝塞尔-高斯光束的轴上光谱蓝移先增加,达到极大值0.50 fs-1。然后逐渐减小,在远场蓝移趋于渐近值0.16 fs-1。 展开更多

关键词 传输特性 超短脉冲贝塞尔-高斯光束 复解析信号 光谱 自由空间

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贝塞尔-高斯脉冲光束在色散介质中的时间和光谱特性 被引量：1

7

作者 邹其徽 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期367-371,共5页

对等衍射长度贝塞尔-高斯脉冲光束在色散介质中的时间和光谱特性作了研究,结果表明,通过选择适当的空间参数,贝塞尔-高斯脉冲光束沿轴上传输时,脉冲宽度不变。传输距离小于无衍射长度时,随衍射角增加,功率谱形状未变,脉冲波形保持不变;... 对等衍射长度贝塞尔-高斯脉冲光束在色散介质中的时间和光谱特性作了研究,结果表明,通过选择适当的空间参数,贝塞尔-高斯脉冲光束沿轴上传输时,脉冲宽度不变。传输距离小于无衍射长度时,随衍射角增加,功率谱形状未变,脉冲波形保持不变;传输距离大于无衍射长度时,随衍射角增加,光谱由蓝移变为红移,脉冲展宽。 展开更多

关键词 激光光学 贝塞尔-高斯脉冲光束 时间和光谱特性 色散介质

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贝塞尔-高斯光束经球差透镜的聚焦特性

8

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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非傍轴部分相干修正贝塞尔-高斯光束的传输 被引量：1

9

作者 吴运梅 王莉 +1 位作者 王喜庆 吕百达 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期13-14,共2页

利用广义瑞利衍射积分公式和部分相干光理论,推导了任意阶非傍轴部分相干修正贝塞尔-高斯光束在自由空间传输的解析表达式。作为特例,给出了非傍轴部分相干修正贝塞尔-高斯光束的远场公式和傍轴部分相干修正贝塞尔-高斯光束的传输方程... 利用广义瑞利衍射积分公式和部分相干光理论,推导了任意阶非傍轴部分相干修正贝塞尔-高斯光束在自由空间传输的解析表达式。作为特例,给出了非傍轴部分相干修正贝塞尔-高斯光束的远场公式和傍轴部分相干修正贝塞尔-高斯光束的传输方程。数值计算和分析表明,f参数对光束的非傍轴特性有重要影响,此外,相干度也影响部分相干修正贝塞尔-高斯光束的非傍轴行为。 展开更多

关键词 非傍轴传输方程 部分相干修正贝塞尔-高斯光束 f参数 相干度

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部分相干修正贝塞尔-高斯光束通过光阑的传输 被引量：1

10

作者 吴运梅 王莉 王喜庆 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期649-652,共4页

为了对部分相干修正贝塞尔-高斯光束通过有硬边光阑近轴ABCD光学系统的传输进行研究,采用将硬边光阑窗口函数展开为有限个复高斯函数之和的方法,得到了近似的解析传输公式。以部分相干修正贝塞尔-高斯光束在有光阑情况下自由空间的传输... 为了对部分相干修正贝塞尔-高斯光束通过有硬边光阑近轴ABCD光学系统的传输进行研究,采用将硬边光阑窗口函数展开为有限个复高斯函数之和的方法,得到了近似的解析传输公式。以部分相干修正贝塞尔-高斯光束在有光阑情况下自由空间的传输为例作了数值计算,对所得解析公式的计算误差和适用范围进行了讨论。结果表明,用该方法可快速、解析地研究部分相干修正贝塞尔-高斯光束通过圆孔光阑自由空间的传输特性,分析菲涅耳数、截断参数对其光束经光阑后光强分布的影响。 展开更多

关键词 激光光学 部分相干修正贝塞尔-高斯光束 复高斯函数展开法 硬边光阑 近似解析传输公式

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受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气传输的M^2因子 被引量：1

11

作者 包训旺 袁扬胜 +1 位作者 崔执凤 屈军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期427-432,共6页

为了研究受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气中传输时质量因子的特性,基于拓展的惠更斯-菲涅耳原理和维格纳分布函数的二阶矩定义,经理论推导得出受遮挡贝塞尔-高斯光束的解析表达式,并进行了相应的数值计算。结果表明,当遮挡物尺寸不大于... 为了研究受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气中传输时质量因子的特性,基于拓展的惠更斯-菲涅耳原理和维格纳分布函数的二阶矩定义,经理论推导得出受遮挡贝塞尔-高斯光束的解析表达式,并进行了相应的数值计算。结果表明,当遮挡物尺寸不大于0.4倍的腰宽时,受遮挡贝塞尔-高斯光束在湍流大气中的传输质量因子随传播距离、湍流大气结构常数的增大而增大,随着湍流内标量、光束拓扑荷数的增大而减小。在相同条件下,光束的传输质量因子随着遮挡物尺寸的增大而增大。所得结论对实际激光传输和自由空间光通信有一定的参考价值。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 M2因子 拓展的惠更斯-菲涅耳原理 贝塞尔-高斯光束

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大气湍流中贝塞尔-高斯涡旋光束传播性能分析 被引量：9

12

作者 牛化恒 韩一平 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期451-455,共5页

为了研究涡旋光束在湍流大气中的传输特性,根据广义的惠更斯-菲涅耳原理,采用基于快速傅里叶变换的功率谱反演法,对贝塞尔-高斯光束在大气湍流中的传输过程进行了理论分析和数值仿真;采用次谐波补偿法产生随机相位屏来模拟大气湍流,解... 为了研究涡旋光束在湍流大气中的传输特性,根据广义的惠更斯-菲涅耳原理,采用基于快速傅里叶变换的功率谱反演法,对贝塞尔-高斯光束在大气湍流中的传输过程进行了理论分析和数值仿真;采用次谐波补偿法产生随机相位屏来模拟大气湍流,解决了大气湍流模拟时存在低频成分不足的问题。结果表明,除了湍流强度外,传输距离、拓扑荷数、激光波长等也成为影响贝塞尔-高斯涡旋光束质量的主要因素;湍流越强,光束的环形光强越弱,相位畸变越严重,光强起伏越明显,且逐渐退化为普通高斯光束;随着传输距离的增加,涡旋光束扩散现象明显,最终退化为普通高斯光束;波长越长,则涡旋光束抑制湍流能力越强,环形光强越强,相位畸变程度会得到逐步改善;拓扑荷数越小,涡旋光束会最先退化为普通高斯光束,相位畸变程度越弱。该结果对于研究涡旋光束在自由空间光通信中的传输是有帮助的。 展开更多

关键词 光通信 自由空间 大气湍流 随机相位屏 贝塞尔-高斯涡旋光束

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基于GS算法的多贝塞尔高斯光束畸变波前校正方法 被引量：1

13

作者 金兆祥 宋芝依 +1 位作者 陈建飞 张胜 《光通信技术》 2023年第3期18-22,共5页

针对大气湍流干扰下的多贝塞尔高斯光束畸变波前矫正研究场景单一的问题,提出了基于盖师贝格-塞克斯顿(GS)算法的多贝塞尔高斯光束畸变波前校正方法,采用功率谱反演法得到各向异性大气湍流相位屏,并仿真分析了异号拓扑、同号拓扑2种多... 针对大气湍流干扰下的多贝塞尔高斯光束畸变波前矫正研究场景单一的问题,提出了基于盖师贝格-塞克斯顿(GS)算法的多贝塞尔高斯光束畸变波前校正方法,采用功率谱反演法得到各向异性大气湍流相位屏,并仿真分析了异号拓扑、同号拓扑2种多贝塞尔高斯光束在3种不同大气湍流折射率结构常数影响下的畸变波前校正情况。仿真结果表明:该方法对2种多贝塞尔高斯光束在校正后的目标轨道角动量(OAM)模式纯度均能提高12%以上,OAM谱的弥散也能得到有效抑制。 展开更多

关键词 多贝塞尔高斯光束 轨道角动量 大气湍流 盖师贝格-塞克斯顿算法 波前校正

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高阶Bessel-Gauss光束的产生方法 被引量：4

14

作者 靳李丽 朱艳英 +3 位作者 魏勇 沈军峰 窦红星 李云涛 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期335-341,共7页

高阶贝塞尔-高斯(Bessel-Gauss)光束在一定条件下呈现"无衍射"特性,是一种具有广阔应用前景的空心光束。本文首先对高阶Bessel-Gauss光束的产生方法进行了分析和归类,将其产生方式分为主动式和被动式两大类。其次对获得高阶Be... 高阶贝塞尔-高斯(Bessel-Gauss)光束在一定条件下呈现"无衍射"特性,是一种具有广阔应用前景的空心光束。本文首先对高阶Bessel-Gauss光束的产生方法进行了分析和归类,将其产生方式分为主动式和被动式两大类。其次对获得高阶Bessel-Gauss光束的谐振腔法、几何光学法、光学全息法、计算全息法、非线性光学法等实验方法进行了阐述。最后总结了各种方法产生高阶Bessel-Gauss光束的优缺点。 展开更多

关键词 高阶贝塞尔-高斯(Bessel-Gauss)光束 空心光束 谐振腔法 几何光学法 计算全息法 非线性光学法

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Bessel-Gaussian光束在分数傅里叶变换面上的光强分布 被引量：2

15

作者 吴平 胡向峰 陈天禄 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期437-439,共3页

利用广义衍射积分方法,研究了Bessel-Gaussian(BG)光束的分数傅里叶变换特性,推导出了BG光束通过分数傅里叶变换光学系统后,光场分布的解析公式,利用该公式对BG光束经分数傅里叶变换后光强的分布规律进行了数值分析。研究结果表明,分数... 利用广义衍射积分方法,研究了Bessel-Gaussian(BG)光束的分数傅里叶变换特性,推导出了BG光束通过分数傅里叶变换光学系统后,光场分布的解析公式,利用该公式对BG光束经分数傅里叶变换后光强的分布规律进行了数值分析。研究结果表明,分数傅里叶变换阶数p对BG光束的光强分布有明显影响,光强分布随分数傅里叶变换阶数p呈周期性变化。 展开更多

关键词 贝塞尔-高斯光束 分数傅里叶变换 广义衍射积分 光强分布

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拉盖尔-高斯截断级数展开法的应用 被引量：2

16

作者 颜蓉 马善钧 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期931-934,共4页

用拉盖尔-高斯截断级数模拟了任意半径的圆孔硬边光阑窗口函数,并应用于研究高斯光束和零阶贝塞尔-高斯光束通过硬边光阑的衍射。对高斯光束和零阶贝塞尔-高斯光束的轴向和横向光强分布的计算结果表明:当积分面不是很靠近光阑时,用参数... 用拉盖尔-高斯截断级数模拟了任意半径的圆孔硬边光阑窗口函数,并应用于研究高斯光束和零阶贝塞尔-高斯光束通过硬边光阑的衍射。对高斯光束和零阶贝塞尔-高斯光束的轴向和横向光强分布的计算结果表明:当积分面不是很靠近光阑时,用参数最佳化选取的拉盖尔-高斯截断级数法与用直接数值积分所得结果符合很好。 展开更多

关键词 激光光学 拉盖尔-高斯截断级数 硬边光阑衍射 高斯光束 零阶贝塞尔-高斯光束

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虚源法研究非对称Bessel-Gauss光束传输

17

作者 李晓笑 杨广 +1 位作者 钱义先 任志君 《激光杂志》 北大核心 2019年第4期23-27,共5页

为研究非对称Bessel-Gauss(aBG)光束的非傍轴传输特性,利用光传播的独立性和叠加性原理,将aBG光束展开为无穷项的Bessel-Gauss光束叠加,同时引入无穷项的复平面电环与其一一对应。然后,利用虚点源法和傅里叶-贝塞尔变换理论,推导得到了... 为研究非对称Bessel-Gauss(aBG)光束的非傍轴传输特性,利用光传播的独立性和叠加性原理,将aBG光束展开为无穷项的Bessel-Gauss光束叠加,同时引入无穷项的复平面电环与其一一对应。然后,利用虚点源法和傅里叶-贝塞尔变换理论,推导得到了aBG光束的非傍轴积分表达式,并得到了aBG光束的轴上光场分布的解析表达式。典型的,以一种aBG光束为特例,对轴上光场分布结果进行三阶非傍轴修正,准确计算了aBG光束的轴上光场分布。 展开更多

关键词 非对称贝塞尔-高斯光束 虚源法 傅里叶-贝塞尔变换 物理光学

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用频域Collins公式和Hankel变换研究光束的传输特性 被引量：3

18

作者 陶向阳 周南润 吕百达 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期24-25,28,共3页

用频域Collins公式和汉克尔变换研究了平顶高斯光束、贝塞尔 超高斯光束以及拉盖尔高斯光束的传输特性 ,并与空域Collins公式计算结果作了比较 ,同时讨论了该方法的优点。

关键词 频域Collins公式 汉克尔变换 光束传输特性 平顶高斯光束 拉盖尔高斯光束 贝塞尔-超高斯光束

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直接输出高阶横模激光器的实验研究

19

作者 陈霞飞 张凯伦 +2 位作者 陈子阳 李小燕 蒲继雄 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期45-49,共5页

从理论和实验上研究了从激光器直接输出高阶拉盖尔-高斯(LG)光束和高阶厄密-高斯(HG)光束。首先从理论上研究了高阶LG光束和高阶HG光束的光强分布特性,并进行数值仿真。在实验研究中,利用445 nm的蓝光半导体激光器端面泵浦Pr:YLF晶体,... 从理论和实验上研究了从激光器直接输出高阶拉盖尔-高斯(LG)光束和高阶厄密-高斯(HG)光束。首先从理论上研究了高阶LG光束和高阶HG光束的光强分布特性,并进行数值仿真。在实验研究中,利用445 nm的蓝光半导体激光器端面泵浦Pr:YLF晶体,在一定的条件下,能从平凹腔直接输出640 nm波长高阶LG光束和高阶HG光束。实验结果表明:从激光腔内输出的高阶LG光束和高阶HG光束与理论仿真基本一致。文中所报道的获得高阶模的实验装置简单,对产生高阶光束及其应用具有较重要价值。 展开更多

关键词 高阶拉盖尔-高斯光束 高阶厄密-高斯光束 蓝光半导体激光器 平凹腔 Pr:YLF晶体

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用K参数描述光强陡峭度的有效性研究 被引量：1

20

作者 康小平 吕百达 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期426-428,共3页

光束光强分布的陡峭度或平整度通常可用陡峭度参数(K参数)来描述。以双曲余弦-高斯光束、贝塞尔函数调制的高斯光束和平顶高斯光束3种光束为例,给出了详细的数值计算和物理解释。研究表明,K参数只适用于描述呈钟形光束剖面的陡峭度,但... 光束光强分布的陡峭度或平整度通常可用陡峭度参数(K参数)来描述。以双曲余弦-高斯光束、贝塞尔函数调制的高斯光束和平顶高斯光束3种光束为例,给出了详细的数值计算和物理解释。研究表明,K参数只适用于描述呈钟形光束剖面的陡峭度,但不适用于有强衍射旁瓣、强调制或有中心凹陷的光束。 展开更多

关键词 光束描述 陡峭度参数(K参数) 双曲余弦-高斯光束 贝塞尔函数调制的高斯光束 平顶高斯光束

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