新型激光光束在梯度折射率介质中的传输特性研究

发布时间：2023-05-10 20:46

　　随着激光技术的不断发展,激光光学逐渐成为一门独立的学科并得到科研人员的关注和重视,激光光学主要研究激光光束在介质、光学系统或光学谐振腔中的传输演化特性。在激光光学的广泛研究当中,不可避免地需要处理光束在介质中的传输问题。折射率作为描述光束在介质中传输体系运动的基本物理量,能够深刻反映光与物质相互作用的微观物理机制。梯度折射率介质在器件制造、材料制备等方面具有着广泛的应用,因此将激光光学和梯度折射率介质相结合的梯度折射率光学正逐渐成为研究的热点。本文主要研究两种新型激光光束即空心双曲正弦-高斯光束和四瓣高斯-涡旋光束在梯度折射率介质中的传输特性。首先,绪论部分主要对激光光学和梯度折射率光学的研究背景以及发展历史进行了简要的回顾,介绍了国内外研究进展。并介绍了光束变换的基本理论、研究方法以及梯度折射率介质的数学-物理模型。其次利用ABCD传输矩阵结合柯林斯积分公式,得到了空心双曲正弦-高斯光束在梯度折射率介质中的数学物理模型。使用分步傅里叶光束传输法进行数值模拟,并详细分析了空心双曲正弦-高斯光束阶数n对其传输特性的影响。研究结果表明,空心双曲正弦-高斯光束在梯度折射率介质中传输时,其轴上...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 激光光学的发展历史
    1.3 梯度折射率介质国内外发展现状
    1.4 论文的主要内容与结构安排
第2章 光束在梯度折射率介质中传输的理论基础
    2.1 引言
    2.2 梯度折射率介质的数学-物理模型
    2.3 激光传输基本研究方法
        2.3.1 几何光学方法
        2.3.2 波动方程方法
        2.3.3 傅里叶光学方法
        2.3.4 算子光学方法
        2.3.5 魏格纳(Wigner)分布函数法
    2.4 ABCD矩阵
    2.5 衍射积分理论
        2.5.1 标量衍射理论
        2.5.2 柯林斯(Collins)公式
    2.6 光束传播法
    2.7 本章小结
第3章 空心双曲正弦-高斯光束在梯度折射率介质中的演化
    3.1 引言
    3.2 空心光束概览
    3.3 空心双曲正弦-高斯光束在梯度折射率介质中的数学-物理模型
    3.4 数值模拟空心双曲正弦-高斯光束在梯度折射率介质中的传输
    3.5 空心双曲正弦-高斯光束在梯度折射率介质中的相互作用
    3.6 本章小结
第4章 四瓣高斯-涡旋光束在梯度折射率介质中的演化
    4.1 引言
    4.2 涡旋光束概览
    4.3 四瓣高斯-涡旋光束在梯度折射率介质中的数学-物理模型
    4.4 数值模拟四瓣-高斯涡旋光束在梯度折射率介质中的传输
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 论文内容总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间科研成果



本文编号：3813484