高斯光束通过透镜分析

晶体球法是近年来在国际上发展起来的一种测量非线性系数的新方法。根据聚焦高斯光束二次谐波产生的孔径方程理论,分析了晶体球中的第1类非相位匹配二次谐波产生过程,讨论了晶体球中第1类非相位匹配二次谐波最佳聚焦参数的选择。报道了LiNbo3晶体球中皮秒激光脉冲抽运的非相位匹配二次谐波实验。所得结果与理论预计相符。

近年来，在光散射颗粒测试技术中越来越多地采用了高斯光束作为入射光，高斯光束的传播及其物理参数对测量结果至关重要。傍轴近似条件下通过菲涅耳基尔霍夫衍射公式推导出高斯光束垂直入射到不同折射率介质中的传播表达式，并通过数值计算进行验证。结果表明，对于非强聚焦高斯光束，当传播方向与界面垂直时，在不同折射率介质中光束的传播仍然满足高斯分布规律，并且其束腰半径参数不变、束腰位置参数取决于相邻介质的折射率比值。

其中包含高斯光束三维光强分布 高斯光束2为光强分布 高斯光束在三倍瑞丽长度范围内传播过程中的振幅变化图 高斯光束在自由空间传播过程中束腰附近某一时刻的电场分量的归一化空间分布 归一化物距参数随归一化参数的变化曲线

此函数计算 Ince 高斯光束，这些光束构成椭圆坐标中旁轴波动方程的第三个完整系列的精确和正交解，并且是稳定激光谐振器的横向本征模式。 这些模式的横向形状由 Ince 多项式描述，并且在传播时结构稳定。 Ince-Gaussian 模式构成了 Laguerre 和 Hermite Gaussian 模式之间的精确和连续过渡模式。 有关 Ince-Gaussian 光束的更多信息： “Ince-Gaussian 光束”，Miguel A. Bandres 和 JC Gutierrez-Vega 光学快报, 29(2), 144-146 (2004) ( http://goo.gl/U18mol ) “近轴波动方程和稳定谐振器的 Ince-Gaussian 模式，” Miguel A. Bandres 和 Julio C. Gutierez-Vega 美国光学学会杂志 A, 21(5),

提出了用多束厄米-高斯光束相干合成产生平顶光束的方法.借助Wigner分布函数和强度矩方法推导出在普遍情况下合成光束M2因子和K参数的解析公式.研究结果表明,通过适当选取厄米-高斯光束的参数,在某一传输平面可以得到平顶的光强剖面.给出了数值计算例以说明合成平顶光束的特性.

在椭圆高斯光束横坐标中引入复数偏移量,将其推广为偏心椭圆高斯光束。在垂直于z轴截面内强度分布仍然是椭圆高斯函数分布,在传播方向上光束峰值强度沿直线分布,波前也存在横向位移。对偏心椭圆高斯光束经一阶光学系统的变换关系进行了定量推导。对传播方向偏离z轴的椭圆高斯光束经薄透镜传播时的特例进行了讨论。

光学元件上不可避免地存在的“缺陷”会对传输光束产生局域振幅和相位调制。基于菲涅耳衍射积分，建立了高斯光束经局域相位调制后的传输模型，得到了高斯光束经有限多个小尺寸局域相位调制后的光强分布和角谱解析式，详细研究了相位调制尺寸与调制深度对光束光强分布和角谱的影响。结果表明，不同调制尺寸、调制深度对高斯光束在传输过程中的影响相似。且调制深度越大，产生的最大光强越大。相位“缺陷”尺寸越大产生的最大光强的位置离“缺陷”越远，随着调制深度、尺寸的增大和调制位置距光轴距离越近，低频区的角谱越小，中高频区的角谱越大。

高斯光束基础(Gaussian Beam Optics,Melles Griot) Content .Gaussian Beam Propagation .Transformation and Magnification by Simple Lenses .Real Beam Propagation .Lens Selection

基于广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法，对梯度折射率介质中的厄米余弦高斯光束传输特性进行了研究，得出了在梯度折射率介质中厄米余弦高斯光束的光场表达式，并利用此表达式作数值模拟，研究了梯度折射率介质对厄米余弦高斯光束传输特性的影响。结果表明：光强在轴上分布呈现空间周期性变化，最大光强位置与梯度折射率系数β 有关；随着调制参数α 的增大，轴上最大光强逐渐减小而且出现了空心分布。在同一传输面上横向光强随梯度折射率系数β 增加，先增大后快速减小；并且发现调制参数α 变大，光强不变，但是束腰宽变窄。