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部分相干厄米-高斯光束在湍流大气中的M^2因子 被引量：2
1
作者 黄永平 赵光普 段志春 《宁夏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第3期226-230,共5页
基于广义惠更斯-菲涅耳原理和Winger分布函数二阶矩的定义,推导出部分相干厄米-高斯(PCHG)光束在湍流中的M2因子的解析表达式,并进行了数值计算和分析.研究结果表明:湍流中PCHG光束的M2因子由光束的阶数、相干长度、束腰宽度、波长以及... 基于广义惠更斯-菲涅耳原理和Winger分布函数二阶矩的定义,推导出部分相干厄米-高斯(PCHG)光束在湍流中的M2因子的解析表达式,并进行了数值计算和分析.研究结果表明:湍流中PCHG光束的M2因子由光束的阶数、相干长度、束腰宽度、波长以及湍流的折射率起伏结构常数和传输距离来决定;随着光束阶数、大气湍流的折射率起伏结构常数以及传输距离的增大,以及光束相干长度的减小,PCHG光束在湍流大气中的M2因子明显增大;对于给定的传输距离,存在最佳初始束宽使大气湍流中PCHG光束的M2因子最小;完全相干厄米-高斯光束和高斯-谢尔模型(GSM)光束在大气湍流中的M2因子变化规律可以作为本文研究的特例. 展开更多
关键词 激光光学 部分相干厄米-高斯光束 M2因子 大气湍流
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部分相干厄米-高斯光束杨氏实验中的光强分布
2
作者 王朴 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2289-2294,共6页
将杨氏干涉实验作为双缝衍射现象处理,以部分相干厄米-高斯(H-G)光束为例,研究分析了多模部分相干光的杨氏双缝干涉光强和干涉条纹可见度的空间分布。数值计算说明,多模部分相干光束的空间相干参数、模阶数和缝遮拦比对衍射场中光强的... 将杨氏干涉实验作为双缝衍射现象处理,以部分相干厄米-高斯(H-G)光束为例,研究分析了多模部分相干光的杨氏双缝干涉光强和干涉条纹可见度的空间分布。数值计算说明,多模部分相干光束的空间相干参数、模阶数和缝遮拦比对衍射场中光强的空间分布(干涉花样)都有影响。当多模部分相干光的阶数为奇数时,轴上光强与光束的相干性会出现相消干涉;当多模部分相干光的阶数为偶数时,轴上光强与光束的相干性会出现相长干涉等。 展开更多
关键词 杨氏干涉实验 部分相干厄米-高斯光束 光强分布
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基于不同变系数和势场的分数系统中二次相位调控厄米-高斯光束动力学
3
作者 谭超 梁勇 +4 位作者 邹敏 雷同 陈龙 唐平华 刘明伟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期148-163,共16页
本文基于带有不同变系数和势的分数薛定谔方程,研究了二次相位调制(QPM)下厄米-高斯光束的演化特性.在自由空间中,光束聚焦位置随着正QPM系数的增加或莱维指数的减小而变大.QPM为负时,光束聚焦消失.在余弦调制和QPM共同作用下,光束的传... 本文基于带有不同变系数和势的分数薛定谔方程,研究了二次相位调制(QPM)下厄米-高斯光束的演化特性.在自由空间中,光束聚焦位置随着正QPM系数的增加或莱维指数的减小而变大.QPM为负时,光束聚焦消失.在余弦调制和QPM共同作用下,光束的传输不再遵循余弦规律振荡,而是表现出一大一小的呼吸结构,其演化周期会随调制频率的增加而降低.引入线性调制时,分裂光束的运动轨迹呈现抛物线状.在线性调制和QPM共同影响下,光束呈现出聚焦或聚焦消失的特性.当考虑幂函数调制和正QPM共同影响时,在莱维指数较小时,光束在一定传输距离内保持不失真的直线传输.当线性势作用时,光束的分裂随着线性系数的增加而逐渐消失,最终呈现周期性演化.在加入QPM后,光束会得到明显放大.另外,光束演化周期与线性系数成反比,横向振幅随着莱维指数的增加而变大.当抛物势和QPM共同作用时,光束会呈现出自动聚焦,散焦效应,聚焦频率会随着莱维指数和抛物系数的增加而变大.这些特性在光学操纵,光学聚焦等领域具有潜在的应用价值. 展开更多
关键词 分数薛定谔方程 厄米-高斯光束 二次相位调制 变系数和势
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大气湍流对部分相干厄米-高斯光束空间相干性的影响 被引量：17
4
作者 陈晓文 汤明玥 季小玲 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期2607-2613,共7页
基于广义惠更斯-菲涅耳原理,并采用Rytov相位结构函数二次近似,推导出了部分相干厄米-高斯(H-G)光束通过大气湍流传输的光谱相干度公式,研究了湍流对光束的空间相干特性的影响.研究表明,部分相干H-G光束通过大气湍流传输其光谱相干度会... 基于广义惠更斯-菲涅耳原理,并采用Rytov相位结构函数二次近似,推导出了部分相干厄米-高斯(H-G)光束通过大气湍流传输的光谱相干度公式,研究了湍流对光束的空间相干特性的影响.研究表明,部分相干H-G光束通过大气湍流传输其光谱相干度会出现振荡和相位奇异现象,但随着湍流的增强,振荡减弱,直至振荡和相位奇异现象消失,这一特性与高斯-谢尔模型光束的差异很大.光束的相干参数越小,光束空间相干性受湍流的影响也越小.此外,还研究了光谱相干度二阶矩宽度与光谱强度二阶矩宽度间的关系,得到一些有意义的结果,并给出了合理的物理解释. 展开更多
关键词 部分相干厄米-高斯光束 大气湍流 光谱相干度 二阶矩宽度
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非傍轴部分相干厄米-高斯光束的相干和非相干合成 被引量：2
5
作者 黎昌金 吕百达 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期6192-6201,共10页
推导出二维非傍轴部分相干厄米-高斯(H-G)光束相干合成和非相干合成的交叉谱密度和光强的解析公式,并分析了一些特例.合成光束的光强不仅决定于f参数,fσ参数,离轴参数,合成光束的束数和阶数以及传输距离z,而且还决定于合成方式.对部分... 推导出二维非傍轴部分相干厄米-高斯(H-G)光束相干合成和非相干合成的交叉谱密度和光强的解析公式,并分析了一些特例.合成光束的光强不仅决定于f参数,fσ参数,离轴参数,合成光束的束数和阶数以及传输距离z,而且还决定于合成方式.对部分相干光的相干合成和非相干合成概念做了物理诠释,其正确性为数值计算例证实. 展开更多
关键词 部分相干光的相干和非相干合成 非傍轴部分相干厄米-高斯(H-G)光束 自由空间中的传输方程
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非傍轴部分相干厄米-余弦-高斯光束传输特性 被引量：3
6
作者 李平 邝爱华 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期141-144,共4页
为了研究非傍轴部分相干厄米-余弦-高斯光束传输特性,运用Wigner分布函数法,从空间域和频率域对非傍轴部分相干厄米-余弦-高斯光束传输特性进行了理论分析,得出了该光束1阶情况下在空间、频率域系统的解析传输公式及光强分布表达式,分... 为了研究非傍轴部分相干厄米-余弦-高斯光束传输特性,运用Wigner分布函数法,从空间域和频率域对非傍轴部分相干厄米-余弦-高斯光束传输特性进行了理论分析,得出了该光束1阶情况下在空间、频率域系统的解析传输公式及光强分布表达式,分析了这些表达式中3个主要参量f,fσ和g对厄米-余弦-高斯光束在自由空间传输的影响。结果表明,在调制参量g不变时,束腰参量f和相干参量fσ对非傍轴部分相干厄米-余弦-高斯光束的非傍轴性起了至关重要的作用;非傍轴部分相干厄米-余弦-高斯光束在传输过程中随着g的改变,不能保持其光强分布形状,有前移趋势。 展开更多
关键词 激光光学 非傍轴部分相干厄米-余弦-高斯光束光束 WIGNER分布函数 传输表达式
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大模场一维高阶厄米-高斯激光束产生
7
作者 周王哲 李雪鹏 +6 位作者 杨晶 杨天利 王小军 刘炳杰 王浩竹 杨俊波 彭钦军 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期133-140,共8页
厄米-高斯光束在诸多前沿科学领域都有着重要的应用.不同于目前普遍采用的晶体端面离轴泵浦方式,本文提出了一种利用板条激光器产生厄米-高斯激光束的方法.采用半导体激光阵列大面正交泵浦板条激光介质,具有大模场特性.根据预先设计的... 厄米-高斯光束在诸多前沿科学领域都有着重要的应用.不同于目前普遍采用的晶体端面离轴泵浦方式,本文提出了一种利用板条激光器产生厄米-高斯激光束的方法.采用半导体激光阵列大面正交泵浦板条激光介质,具有大模场特性.根据预先设计的谐振腔模场,在板条厚度和宽度方向分别采用尺寸可调的光阑限模.由于高阶模式对谐振腔腔镜不对准的灵敏度弱于低阶模式,可通过耦合输出镜倾斜量的控制,实现不同阶数模式腔内损耗的差异化调控,从而产生各阶次的高纯度厄米-高斯光束.利用Nd:YAG板条激光器,获得了0—9阶一维厄米-高斯光束,其光强分布与理论值的相关系数ρ高于0.95,光束质量因子M^(2)与理论值符合良好.最高阶HG09模式的输出功率为244 mW.在此基础上,进一步利用柱透镜对组成的像散模式转换器,实现了各阶厄米-高斯光束向对应拉盖尔-高斯光束的转换.结合板条放大器结构,基于本方案产生的厄米-高斯光束具备功率定标放大的前景. 展开更多
关键词 厄米-高斯光束 板条激光器 大模场 倾斜量控制 功率定标放大
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部分相干厄米–高斯光束通过非Kolmogorov大气湍流传输的束宽扩展和方向性 被引量：2
8
作者 彭艳艳 李晋红 +1 位作者 魏计林 王伟伟 《应用物理》 2013年第3期61-67,共7页
基于广义惠更斯–菲涅耳原理和非Kolmogorov谱,推导出了部分相干厄米–高斯(H-G)光束通过非Kolmogorov大气湍流传输中束宽扩展的解析表达式,并用以研究了部分相干H-G光束通过大气湍流的束宽扩展和方向性。引入相对束宽来定量的描述光束... 基于广义惠更斯–菲涅耳原理和非Kolmogorov谱,推导出了部分相干厄米–高斯(H-G)光束通过非Kolmogorov大气湍流传输中束宽扩展的解析表达式,并用以研究了部分相干H-G光束通过大气湍流的束宽扩展和方向性。引入相对束宽来定量的描述光束抗拒大气湍流的能力。结果表明,空间相干长度σ0越小,光束阶束m,n越大,部分相干H-G光束的束宽扩展受大气湍流影响越小;而束腰宽度ω0受大气湍流影响与传输距离z有关,当传输距离足够远时,束腰宽度ω0越小,部分相干H-G光束的束宽扩展受大气湍流影响越小。部分相干H-G光束相对束宽随Kolmogorov大气湍流广义指数参量α增加先增加后减小。另外,存在等价部分相干H-G光束、等价完全相干H-G光束、等价高斯–谢尔模型(GSM)光束与相应的完全相干高斯光束在非Kolmogorov大气湍流和自由空间中分别具有相同的方向性,并对所得结果做了物理解释。 展开更多
关键词 部分相干厄米–高斯光束 非Kolmogorov大气湍流 束宽扩展 方向性
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湍流大气中厄米-高斯光束M^2因子的变化 被引量：8
9
作者 黄永平 张彬 +1 位作者 但有全 乔娜 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期59-64,共6页
基于广义惠更斯-菲涅耳原理和Wigner分布函数二阶矩的定义,推导出直角坐标系下大气湍流中部分相干光的M2因子传输公式。以厄米-高斯(H-G)光束为例,给出了H-G光束通过大气湍流传输后M2因子的解析表达式,并采用Tatarskii谱,详细讨论了M2... 基于广义惠更斯-菲涅耳原理和Wigner分布函数二阶矩的定义,推导出直角坐标系下大气湍流中部分相干光的M2因子传输公式。以厄米-高斯(H-G)光束为例,给出了H-G光束通过大气湍流传输后M2因子的解析表达式,并采用Tatarskii谱,详细讨论了M2因子的主要影响因素。结果表明,M2因子主要由光束的束腰宽度、波长、光束阶数、大气湍流的折射率起伏结构常数和在湍流中传输距离决定。随着光束阶数、折射率起伏结构常数及传输距离的增大,M2因子明显增大,光束阶数越高,湍流对M2因子变化的影响越小。对于给定的传输距离,存在最佳初始束宽,使M2因子最小。 展开更多
关键词 厄米-高斯光束 大气湍流 WIGNER分布函数 二阶矩 M2因子
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厄米-高斯光束通过硬边光阑的自由传输特性 被引量：10
10
作者 徐海斌 甘亮勤 顾菊观 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第10期779-781,共3页
应用Collins公式和硬边孔函数能拓展成一组有限复高斯函数的和的方法,研究得出厄米-高斯(Herm ite-Gaussin)光束通过硬边光阑自由传输特性的近似解析解。最后,用Mat-lab软件进行一些数值模拟。研究和模拟结果表明:自由传输特性与光束的... 应用Collins公式和硬边孔函数能拓展成一组有限复高斯函数的和的方法,研究得出厄米-高斯(Herm ite-Gaussin)光束通过硬边光阑自由传输特性的近似解析解。最后,用Mat-lab软件进行一些数值模拟。研究和模拟结果表明:自由传输特性与光束的参数、光学系统的参数、孔的大小和孔的间距均密切相关。其结果可推广到其它光阑,并对控制光束和光学系统设计具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 厄米-高斯光束 硬边光阑 光学系统 传输特性
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厄米-高斯光束通过双矩孔的传输特性 被引量：6
11
作者 顾菊观 甘亮勤 +1 位作者 徐海斌 梅掌荣 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第7期584-586,共3页
基于硬边孔函数能拓展成一组有限复高斯函数的和,研究厄米-高斯光束通过双矩孔的传输特性,用Collins公式分析,用Matlab进行一些数值模拟。表明:传输特性与光束的参数、光学系统的参数、孔的大小和孔的间距密切相关。其结果可推广到其他... 基于硬边孔函数能拓展成一组有限复高斯函数的和,研究厄米-高斯光束通过双矩孔的传输特性,用Collins公式分析,用Matlab进行一些数值模拟。表明:传输特性与光束的参数、光学系统的参数、孔的大小和孔的间距密切相关。其结果可推广到其他孔、光束和多光束,本研究对控制光束和光学系统设计是十分有用的。 展开更多
关键词 厄米-高斯光束 双矩孔 传输特性
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厄米-高斯光束通过多个硬边光阑复杂光学系统变换的计算模拟 被引量：13
12
作者 季小玲 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期845-849,共5页
　用Wen的方法研究了厄米 高斯光束通过含有多个硬边光阑复杂光学系统的传输,推导出了具有快速计算优点的传输公式,使计算时间大为减少。高斯光束传输可作为理论模型的特例得出。数值计算例表明使用该解析公式所得结果和直接对Collins... 　用Wen的方法研究了厄米 高斯光束通过含有多个硬边光阑复杂光学系统的传输,推导出了具有快速计算优点的传输公式,使计算时间大为减少。高斯光束传输可作为理论模型的特例得出。数值计算例表明使用该解析公式所得结果和直接对Collins公式作数值积分的结果符合较好。对所用方法和所得结果的进一步推广作了讨论。 展开更多
关键词 多个硬边光阑 厄米-高斯光束 复高斯函数 传输 快速算法
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厄米-高斯光束在吸收介质中的传输特性 被引量：5
13
作者 但有全 祝颂军 张彬 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期749-754,共6页
从复数波数定义和广义惠更斯-菲涅耳积分出发,推导出厄米-高斯(HG)光束在介质中通过傍轴ABCD光学系统后的一般传输公式.在此基础上,结合强度二阶矩方法,给出了相应的一般束宽变换公式以及通过一段吸收介质后的M2因子,并作了数值计算和分... 从复数波数定义和广义惠更斯-菲涅耳积分出发,推导出厄米-高斯(HG)光束在介质中通过傍轴ABCD光学系统后的一般传输公式.在此基础上,结合强度二阶矩方法,给出了相应的一般束宽变换公式以及通过一段吸收介质后的M2因子,并作了数值计算和分析.研究结果表明,除零阶和一阶外,HG光束的M2因子与介质中的传输距离、介质的吸收系数以及HG光束阶数有关. 展开更多
关键词 厄米-高斯光束 复数波数 强度二阶矩 光束宽度 M^2因子 吸收系数
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受光阑限制厄米-余弦-高斯光束的解析传输公式 被引量：6
14
作者 周南润 陶向阳 吕百达 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期182-184,共3页
从Collins公式出发 ,推导出了厄米 余弦 高斯光束通过有硬边光阑近轴ABCD光学系统传输的递推公式。由递推公式 ,借助迭代算法 ,得出受光阑限制的任意阶厄米 余弦 高斯光束的解析传输公式。数值计算例证实了解析传输公式的正确性和优点。
关键词 传输公式 硬边光阑 厄米-余弦-高斯光束
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厄米-双曲余弦-高斯光束的束腰宽度 被引量：3
15
作者 王莉 王喜庆 吕百达 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期153-155,149,共4页
从二阶矩定义出发 ,推导出了厄米 双曲余弦 高斯光束束腰宽度的解析表达式 ,作为特例给出了厄米 余弦 高斯光束、双曲余弦 高斯光束、余弦 高斯光束及厄米 高斯光束束腰宽度的表达式 ;
关键词 厄米-双曲余弦-高斯光束 厄米-余弦-高斯光束 双曲余弦-高斯光束 余弦-高斯光束 束腰宽度
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厄米-拉盖尔-高斯光束的传输特性 被引量：5
16
作者 郑振 刘永欣 吕百达 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期641-644,共4页
利用Collins公式,推导出厄米-拉盖尔-高斯(HLG)光束通过近轴ABCD光学系统的解析传输公式,并用来研究通过自由空间和薄透镜的传输特性。结果表明,除模指数m,n之外,对HLG光束新引入的α参数,它影响光强分布和对称性;HLG光束在传输中保持... 利用Collins公式,推导出厄米-拉盖尔-高斯(HLG)光束通过近轴ABCD光学系统的解析传输公式,并用来研究通过自由空间和薄透镜的传输特性。结果表明,除模指数m,n之外,对HLG光束新引入的α参数,它影响光强分布和对称性;HLG光束在传输中保持形状不变;HLG光束的焦移与模指数m,n和α参数无关,这意味着m,n和α不同的HLG光束聚焦在同一位置。并给出了HLG光束的M2因子。 展开更多
关键词 厄米-拉盖尔-高斯光束 传输特性 ABCD系统 α参数 M^2因子
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厄米-高斯光束在饱和非线性介质中的传输特性 被引量：2
17
作者 姜其畅 苏艳丽 +2 位作者 聂合贤 马紫微 李永宏 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期141-144,共4页
为了研究厄米-高斯光束在光折变饱和非线性介质中的传输特性,采用有限差分方法数值求解了光波演化方程,理论分析了厄米-高斯光束的传输特性。结果表明,1维1阶、2阶和3阶厄米-高斯光束在光折变非线性介质中传输时,在合适的非线性条件下,... 为了研究厄米-高斯光束在光折变饱和非线性介质中的传输特性,采用有限差分方法数值求解了光波演化方程,理论分析了厄米-高斯光束的传输特性。结果表明,1维1阶、2阶和3阶厄米-高斯光束在光折变非线性介质中传输时,在合适的非线性条件下,均可以形成呼吸模式的孤子;随着非线性的加大,厄米-高斯光束的光场分量之间的相互分离趋势将逐渐变弱,同时,每个光场分量的振幅起伏效应会更加明显;改变厄米-高斯光束的入射位置、入射角度对其传输特性没有影响;2维厄米-高斯光束的传输特性和1维情况是类似的。厄米-高斯光束的这些特性在光开关领域有一定的应用前景。 展开更多
关键词 非线性光学 厄米-高斯光束 光折变效应 空间孤子
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离轴椭圆厄米-高斯光束通过一阶光学系统的变换特性 被引量：4
18
作者 黄伟 曾晓东 安毓英 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期140-142,共3页
从Collins公式推导出离轴椭圆厄米 高斯光束通过一阶光学系统的变换关系 ,并以透镜系统为特例研究了偏心厄米 高斯光束的传输特性 ,在垂直于x轴截面内强度分布仍是厄米 高斯函数形式并保持阶次不变 。
关键词 偏心椭圆厄米-高斯光束 光传输 光强分布
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厄米-高斯光束在非Kolmogorov大气湍流中的传输性质 被引量：8
19
作者 黄永平 曾安平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期818-823,共6页
基于广义惠更斯-菲涅尔原理和非Kolmogorov(非K)谱,推导出了厄米-高斯光束在非K大气湍流中传输的束宽、角扩展以及M2因子的解析表达式.数值计算表明,在传输距离比较远(如z≥3km)时,厄米-高斯光束的束宽、角扩展和M2因子随广义指数参量... 基于广义惠更斯-菲涅尔原理和非Kolmogorov(非K)谱,推导出了厄米-高斯光束在非K大气湍流中传输的束宽、角扩展以及M2因子的解析表达式.数值计算表明,在传输距离比较远(如z≥3km)时,厄米-高斯光束的束宽、角扩展和M2因子随广义指数参量α的增大而增加直到α=3.11时达到最大值后再随α的增大而减小;随湍流的内尺度l0的减小而增大;随外尺度L0的增加而增大(3.6<α<4).但是当广义指数参量α在3<α<3.6区间取值时,束宽和M2因子几乎不随外尺度的增加而变化. 展开更多
关键词 激光技术 非Kolmogorov(非K)大气湍流 束宽 M2因子 厄米-高斯光束
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厄米-高斯光束通过圆孔衍射的两种计算方法比较 被引量：5
20
作者 杨平 顾菊观 +2 位作者 张亚萍 陈小燕 沈曼辰 《物理与工程》 2011年第5期20-23,共4页
应用Collins公式和硬边圆孔函数拓展为有限复高斯函数和的方法,推导出厄米-高斯(Hermite-Gaussian)光束通过圆孔的衍射场分布的近似解析公式.模拟结果表明使用该解析公式所得结果和直接对Collins公式进行数值计算的结果符合较好,并讨论... 应用Collins公式和硬边圆孔函数拓展为有限复高斯函数和的方法,推导出厄米-高斯(Hermite-Gaussian)光束通过圆孔的衍射场分布的近似解析公式.模拟结果表明使用该解析公式所得结果和直接对Collins公式进行数值计算的结果符合较好,并讨论两种方法的差异性以及各自的优缺点. 展开更多
关键词 厄米-高斯光束 圆孔 衍射 COLLINS公式
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