高斯型激光束在圆孔衍射过程中的光束畸变

发布时间：2021-08-27 16:27

　　由于激光畸变所产生的现象及其形成的物理机制十分丰富,对畸变激光传输特性的研究已然成为一个重要的光学类课题。对此本文将以激光的圆孔衍射作为切入,采用Zernike多项式函数拟合相位畸变元件的方法,探讨具有高斯型分布的激光束在圆孔衍射过程中的光束畸变。进一步分析波长、传播距离及函数的阶数对光束畸变的影响。结果显示,在畸变影响下,由于相散畸变因子作用导致光束发生对称性退化,引起光束发生分裂,中心光强位置发生偏移,产生像散和离焦畸变现象。而Zernike多项式函数中q值会显著影响畸变中光束发生分裂的数量,且随激光波长和传播距离的增大,其畸变影响增强,像散和离焦变得越明显。 

【文章来源】：光电子·激光. 2020,31(07)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

不同波长下的高斯型光束分布图像

不同传输距离下的高斯型光束分布图像

图4显示出高斯型光束畸变衍射光强的平面分布,从图中可以清楚显示光束偏离主光束,在q=3时,改变光束传播距离,光强在子午面和弧矢面这两个互相垂直的面上表现出最大强度的长度差,且随着传播距离增大,光束像散差也随之增大,表现在光束按子午方向和弧矢方向分解,因此视场随之增大。同理,在q=7和q=10的阶数条件下,中心光强分裂会出现不同形态,衍射条纹从零级偏离明显,分裂程度与阶数大小不成正比,这是因为,在像散畸变中,衍射作用会导致其衍射光斑呈对称性退化,不同的阶数会导致对称性退化的程度、光强退化方向分布都有所不同,而这些退化与拟合因子Zernike多项式的函数分布有关,尤其在q=10时,退化方向尤为扩散,像散畸变程度严重,其扩散现象符合像差理论。图4 E1的高斯型光束的波前畸变衍射光强分布(平面)

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3366696