當(dāng)光束經(jīng)過透鏡時(shí),會(huì)發(fā)生聚焦現(xiàn)象,生活中,將透鏡放在太陽底下,光束就會(huì)聚焦到一個(gè)點(diǎn)上,我們將這個(gè)點(diǎn)稱之為焦點(diǎn)。透鏡到焦點(diǎn)之間的距離我們稱之為焦距。一般的普通透鏡聚焦,焦距都是在幾厘米到幾十厘米之間的。當(dāng)焦距只有幾個(gè)毫米時(shí),我們把這種聚焦稱之為緊聚焦。研究人員越來越關(guān)注緊聚焦光斑,焦點(diǎn)的性質(zhì)很大程度上取決于入射光。因此,許多研究人員對(duì)不同類型入射光束的聚焦特性進(jìn)行了研究。本文采用快速計(jì)算的方法,研究了部分相干光束經(jīng)過緊聚焦系統(tǒng)之后的傳輸特性。首先在光源平面,我們利用隨機(jī)相位屏展開的方法,將部分相干光源展開成多個(gè)完全相干子光源的非相干疊加,然后將得到的完全相干子光源經(jīng)過緊聚焦系統(tǒng)傳輸,利用理查德-沃夫衍射積分公式,我們可以將完全相干光經(jīng)過緊聚焦系統(tǒng)的復(fù)雜傳輸公式化簡為一個(gè)簡單的二維傅里葉變換的形式,從而得到在焦平面附近完全相干光的隨機(jī)電場分布,然后進(jìn)行非相干疊加,以此來研究部分相干光束在焦平面的統(tǒng)計(jì)特性。在第一章,主要對(duì)部分相干光和緊聚焦理論的研究動(dòng)態(tài)以及部分相干緊聚焦研究發(fā)展的一個(gè)簡單回顧。在第二章,講述了部分相干光和緊聚焦理論的基礎(chǔ)知識(shí)。對(duì)于部分相干光,我們是用交叉譜密度函數(shù)或者交叉譜... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１緊聚焦模型??當(dāng)相干模矢量通過數(shù)值孔徑時(shí)，由于透鏡的折射，徑向偏振單位矢量發(fā)生變??

?０．５?１．０??Ａｘ?［ｍｍ］?Ａｒ?［ｍｍ］?Ａｒ?［ｍｍ］??ｉ?�。海�?０?彳?Ｉ：：ｋ／Ｗ??－ｉ?Ｂ?ｊ）?３?－〇－５ｔ—????????－１．０?－０．５?０．０?０．５?１．０?－１．０?－０．５?０．０?０．５?１．０?－１．０?－０．５?０．０?０．５?１．０??Ａｒ?［ｍｍ］?Ａｒ?［ｍｍ］?Ａｘ?［ｍｍ］??’〇■■■■?ｍｍ?ｉ１０?ａ??ｉ！：；ＢＩ?Ｋ１ｌｉ：ＬＡｃ??Ａｘ?［ｍｍ］?Ａｘ?［ｍｍ］?Ａ＊?［ｍｍ］??圖２．２?ＧＳＭ光束（頂行）、Ｍ＝１０的ＭＧＳＭ光束（第二行）、／＝５的ＬＧＳＭ光束（第三??行）和ｎ＾ｌ，?ｎｖ＝０的ＨＧＳＭ光束（第四行）的標(biāo)量相干度ｇ（Ａｒ）的解析（左）和數(shù)值（中）??結(jié)果。初始空間相千寬度Ｓ＝０．２?ｍｍ。第三列表示一維解析結(jié)果（灰色實(shí)線）和一維數(shù)值模擬??結(jié)果（黑色虛線）的。數(shù)值模擬的結(jié)果是由復(fù)隨機(jī)屏疊加得到的。??度和光束寬度分別�。担剑埃�?ｍｍ和ｃ〇（）＝ｌ?ｍｍ。數(shù)值模擬中使用的其他參數(shù)如圖２．４??的題注所示。從圖２．４可以看出，在焦平面上具有較低空間相干性的緊聚焦部分??相干光束的譜密度，包括橫向和縱向的譜密度，與入射光束的標(biāo)量相干度ｇ丨Ａｒ丨的??密切相關(guān)。當(dāng)相干度為高斯函數(shù)時(shí)，焦平面上的光譜密度具有高斯分布。而對(duì)于??具有ＭＧＳＭ、ＬＧＳＭ和ＨＧＳＭ相干度的入射部分相干光束，焦平面的譜密度將??分別顯示出平頂分布、暗空心分布和兩個(gè)花瓣?duì)罘植迹@與這些光束在自由空間??的遠(yuǎn)場或薄透鏡的焦平面中產(chǎn)生的光束相似［＾６］。圖２．４所示的數(shù)值結(jié)果表明，??部分相干矢量光束的空間相干性可視為在焦平面上操縱（或塑造

第二章部分相干緊聚焦光束的快速算法?部分相干光束經(jīng)過緊聚焦系統(tǒng)的快速計(jì)算及其應(yīng)用??０．８?－?一??０．６－?－??Ｍ??０．４－?－??０．２－?－??０．￣?＼?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?｜?■?Ｈ?ｔ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?｜?Ｉ?ｉｉ＿＿ｋｌｈ｜?ｉ?ｉ?ｉｉｌｉｉｌ??１０°?１０１?１０２?１０３?１０４??Ｎ??圖２．３?／＝５和８＝０．２?ｍｍ的ＬＧＳＭ光束，的數(shù)值模擬結(jié)果和解析結(jié)果的相似性與隨機(jī)??屏數(shù)Ｎ之間的關(guān)系。形狀區(qū)域和實(shí)線分別表示１０個(gè)獨(dú)立模式的相似性標(biāo)準(zhǔn)差和平均值。??和縱向光譜密度的自由度。因此，通過控制入射光束的空間相干分布，可以對(duì)聚??焦處的光學(xué)力（例如，光學(xué)梯度力）進(jìn)行反向操縱。??為了研宄入射光束的初始空間相干寬度５對(duì)焦平面中緊聚焦部分相干場光譜??密度的影響，我Ｃ１在圖２．５中研宄了總光譜密度５卜，０卜橫向光譜密度??和縱向光譜密度＆卜０）在不同５的緊聚焦部分相千徑向偏振ＬＧＳＭ??光束。從圖２．５可以看出，譜密度隨初始空間相干寬度的增加而變化。這是因?yàn)??隨著初始空間相干寬度的增加，相干度分布的影響減小，而初始偏振結(jié)構(gòu)的作用??增大。因此，從圖２．５可知，隨著５的增加，縱向光譜密度從暗空心光束（由??相干度分布引起）逐漸變?yōu)閬啿ㄩL光束光斑（由入射光束的徑向偏振分布引起）。??對(duì)于橫向譜密度和總譜密度，在空間相干性很低的情況下，隨著初始空間相干性??寬度的增加，暗空區(qū)逐漸消失，而當(dāng)初始相干性寬度較大時(shí)，暗空區(qū)再次出現(xiàn)。??此外，我們從圖２．５中發(fā)現(xiàn)，隨著初始空間相干性的增加，縱向場所攜帶的能量??與總能量之比增加，這與文獻(xiàn)［

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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