艾里光束及其衍生光束传播特性和相互作用研究

发布时间：2021-08-01 00:11

　　自2007年首次理论提出和实验产生后,具有自加速、无衍射、自愈合等奇异特性的艾里光束迅速成为光学领域的研究热点。这三种奇异特性使得艾里光束相比于普通高斯光束在物理学、生物医学、大气科学以及军事等领域具有更为广阔的应用前景。目前,已有研究工作中存在基础性理论研究开展较少、对艾里光束在多种介质中的传播特性以及相互作用规律缺乏系统而深入的分析以及对于艾里光束衍生光束的研究刚刚起步等现实问题。鉴于此,本文以艾里光束为研究对象,采用理论研究和实验验证相结合的方法,开展了艾里光束及其衍生光束传播特性和相互作用规律的研究。1.采用经典的傅里叶分析法,结合艾里函数的特殊性质,完整推导出有限能量条件下用于描述一维艾里光束在自由空间传播特性的波动方程精确解析解。针对普通立方相位膜片在空间上无法有效区分开各级次艾里光束的问题,提出通过加载复合相位膜片来增加各级次艾里光束的空间距离。利用复合相位膜片在实验中得到了单一级次的艾里光束,同时对艾里光束的传播特性进行了研究。结果表明:艾里光束在自由空间传播时具有显著的横向自加速特性、自愈合特性以及无衍射特性,并且可以通过选取加载到空间光调制器上的立方相位膜片的级次数... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：186 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

艾里光束激光器的实验装置原理图

图 1.2 艾里光束激光器的实验装置原理图[9]元法landrino 等人提出艾里等离子体激元将作为一种新的在理论上给出了实验产生的方法[10]。2011 年，Li 等束普通激光束通过光栅耦合成一束面内传播的表面，该金属表面覆有一层经过特殊设计的具有非周期实验产生了等离子体艾里光束[11]。实验产生的原理子体艾里光束如图 1.3 所示。

子弹有快速反应和精准打击等优点，但由于传统激光束在效应和色散效应的共同作用，随着传输距离的增加，续展宽，导致光束质量不断下降，对目标的打击效果一直致力于寻找一种在传播过程既不受衍射效应影响冲，即光子弹，用于代替传统激光武器。而 2007 年的实现提供了新的契机，同时研究人员还发现艾里光特性，使得这种新型光子弹具有沿弯曲路径传播并打10 年，Chong 等人[26]先通过对一束具有宽波段光谱从而产生艾里光脉冲。该脉冲在时域上具有艾里型分色散效应影响。之后，将所产生的艾里光脉冲依次透计的轴棱锥透镜，艾里型光脉冲便转化为艾里-贝塞空域上满足贝塞尔分布，从而在传播过程中不受衍射尔型光子弹便产生了，这种特殊的光子弹在传播过展宽的影响。艾里-贝塞尔型光子弹的产生原理如图

【参考文献】：
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本文编号：3314453