部分相干光束的产生、传输及自修复特性研究

发布时间：2017-05-18 10:24

  本文关键词：部分相干光束的产生、传输及自修复特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近几十年,由于部分相干光束具有独特的性质而引起人们极大的兴趣。它在材料热处理、自由空间光通信、惯性约束核聚变、激光捕获微粒、光学成像等领域具有重要的应用价值,因此部分相干光束的研究一直受到人们广泛的关注。本论文主要介绍了部分相干光束的实验产生及经过调控后的传输,此外还简单介绍了光束的自修复特性。部分相干光束的产生已有报道,但是主要集中在标量部分相干光束的产生,矢量部分相干光束的实验产生很少有报道。本论文的一部分工作就是实验产生矢量部分相干光束并测量了相干理论里描述该光束的所有参量的值。相干、偏振和相位是光的基本特性,它们之间是相互影响的。如何方便快捷精确的调控它们是件非常有意义的事情。在这篇论文里,研究了光束经过相干、偏振、相位调控后的传输特性。具体研究了标量和矢量部分相干光束经过相位孔径调控后在自由空间中传输的统计特性;研究了矢量部分相干光束经过偏振光栅调控后在自由空间中传输的偏振特性;研究结果表明通过相位孔径、偏振光栅及光束的初始相干长度对传输中光束的强度、相干、偏振进行调控,可以对光束进行有效控制。研究结果可以用到微粒捕获、材料加工等领域。论文里还介绍了径向偏振部分相干光束经过透镜聚焦后的传输特性。研究发现径向偏振部分相干光束在自由空间传输时偏振态不发生改变,即径向偏振,只是偏振成分的改变,即完全偏振成分转化成了完全非偏振成分。此外由于部分相干光多了相干度这个维度,因此它提供了更多光束的信息。正是基于这个原因,我们研究了利用部分相干光束来探测湍流大气中表面粗糙的目标物体,理论计算表明通过测量部分相干光束源平面的光斑大小、相干长度和接收面的光斑大小、相干长度可以计算出目标物体的参量值,研究结果可以用于遥感和成像方面。部分相干光束传输过程中相干度的演化已经被大量研究了。这里的相干度可以理解成光场的二阶关联,但是传输中强度起伏关联特性的报道并不多。本论文介绍了矢量部分相干光束强度起伏关联的演化特性,研究发现它在自由空间传输的强度起伏关联演化比相干度演化复杂的多。研究结果让人们对部分相干光束有了更深一步的认识和理解。同时还研究了准均匀源产生的矢量部分相干光束在远场的强度起伏关联特性,找出了它与光源谱密度的关系,研究结果表明可以通过远场的强度起伏关联,利用相位恢复算法,重构光源的谱密度分布,研究结果可以用于无透镜成像方面。此外还从理论和实验两方面研究了无衍射光束家族中的贝赛尔高斯光束的自修复特性。研究结果表明径向偏振贝赛尔高斯光束的自修复能力比一阶线偏振贝赛尔高斯光束的自修复能力强,研究结果可以用于微粒捕获和显微镜等领域。
【关键词】：部分相干 随机电磁光束 偏振 统计光学 无衍射光束
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O436
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 部分相干光的研究背景10
• 1.2 部分相干光的研究进展10-14
• 1.3 光束的自修复特性14
• 1.4 论文的主要研究内容和创新点14-16
• 参考文献16-22
• 第二章 基础理论22-27
• 2.1 波动光学的基本方程22
• 2.2 光的标量衍射理论22-24
• 2.3 部分相干理论24-26
• 参考文献26-27
• 第三章 部分相干光束的实验产生27-45
• 3.1 引言27
• 3.2 电磁高斯-谢尔模光束的产生和参数测量27-33
• 3.3 径向偏振部分相干光束的实验产生33-41
• 3.4 本章小结41
• 参考文献41-45
• 第四章 部分相干光束在湍流大气中的传输研究45-52
• 4.1 引言45
• 4.2 部分相干光束对湍流大气中的表面粗糙目标物体的探测45-50
• 4.3 小结50
• 参考文献50-52
• 第五章 光束经过相位调控后的传输特性研究52-83
• 5.1 引言52
• 5.2 部分相干光通过相位孔径后的传输特性52-58
• 5.3 矢量部分相干光束通过相位孔径后的传输特性58-68
• 5.4 椭圆高斯光束通过椭圆形相位孔径后的传输特性68-78
• 5.5 小结78-79
• 参考文献79-83
• 第六章 部分相干光束经过偏振调控后的传输特性研究83-103
• 6.1 引言83
• 6.2 随机电磁高斯－谢尔模光束经过偏振光栅调制后的传输特性83-92
• 6.3 径向偏振部分相干光束在自由空间中的传输92-99
• 6.4 小结99-100
• 参考文献100-103
• 第七章 矢量部分相干光束的高阶关联特性研究103-122
• 7.1 引言103
• 7.2 电磁高斯－谢尔模光束的强度起伏关联103-109
• 7.3 准均匀光源产生的部分相干光束的强度起伏关联109-119
• 7.4 结论119
• 参考文献119-122
• 第八章 径向偏振贝赛尔高斯光束的自修复特性研究122-136
• 8.1 引言122-123
• 8.2 径向及线偏振贝赛尔高斯光束的产生123-125
• 8.3 贝赛尔高斯光束的传输125-133
• 8.3 小结133
• 参考文献133-136
• 第九章 总结和展望136-138
• 9.1 总结136-137
• 9.2 展望137-138
• 攻读博士期间发表论文138-140
• 主持和参与的科研项目140-141
• 致谢141-142

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王云山;激光转镜扫描光束的优化和光斑特性分析[J];光电子·激光;1997年04期

2 ，

本文编号：375824