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准直圆孔衍射高斯光束远场发散度

发布时间:2018-11-07 14:07
【摘要】:将夫琅和费衍射积分中的贝塞尔函数用高斯函数近似,得到经圆孔径准直光学系统衍射后高斯光束远场发散角的近似解析式.在不同衍射情况下,将其与严格夫琅禾费衍射积分进行比较,发现二者求解出的远场发散度接近.衍射孔径大小相同情况下,近似解析式与真实值的误差随准直前光束初始束腰的增大而减小;初始束腰不变的情况下,随着衍射孔径的增大,误差值略有上升,但最终趋于平稳.在初始束腰半径不小于2μm的前提下,误差值最大不超过3.4%.该近似解析式在各种衍射情况下都能较为准确地表征准直圆孔衍射高斯光束远场发散度,且形式简单.对比不同衍射孔径和光束初始束腰条件下的光束发散度仿真结果可知,光束发散度随衍射孔径的增大而减小,随初始束腰的增大而增加.
[Abstract]:The Bessel function in Fraunhofer diffraction integral is approximated by Gao Si function, and the approximate analytical formula of the far-field divergence angle of Gao Si beam after diffraction through circular aperture collimation optical system is obtained. By comparing it with the strict Fraunhofer diffraction integral under different diffraction conditions, it is found that the far field divergence obtained by the two methods is close. When the diffraction aperture is the same, the error between the approximate analytical formula and the true value decreases with the increase of the initial beam waist of the beam before collimation. When the initial beam waist is invariant, the error increases slightly with the increase of diffraction aperture, but eventually tends to be stable. When the initial waist radius is not less than 2 渭 m, the maximum error is less than 3.4 渭 m. The approximate analytical formula can accurately characterize the far-field divergence of a collimator circular aperture diffraction Gao Si beam under various diffractive conditions, and the form is simple. The simulation results show that the beam divergence decreases with the increase of diffraction aperture and increases with the increase of initial beam waist.
【作者单位】: 长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程研究中心;长春理工大学空地激光通信技术重点学科实验室;
【基金】:国家自然科学基金重大研究计划(No.91338116)资助~~
【分类号】:O436.1;TN929.1

【参考文献】

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