自2007年首次理論提出和實驗產(chǎn)生后,具有自加速、無衍射、自愈合等奇異特性的艾里光束迅速成為光學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。這三種奇異特性使得艾里光束相比于普通高斯光束在物理學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、大氣科學(xué)以及軍事等領(lǐng)域具有更為廣闊的應(yīng)用前景。目前,已有研究工作中存在基礎(chǔ)性理論研究開展較少、對艾里光束在多種介質(zhì)中的傳播特性以及相互作用規(guī)律缺乏系統(tǒng)而深入的分析以及對于艾里光束衍生光束的研究剛剛起步等現(xiàn)實問題。鑒于此,本文以艾里光束為研究對象,采用理論研究和實驗驗證相結(jié)合的方法,開展了艾里光束及其衍生光束傳播特性和相互作用規(guī)律的研究。1.采用經(jīng)典的傅里葉分析法,結(jié)合艾里函數(shù)的特殊性質(zhì),完整推導(dǎo)出有限能量條件下用于描述一維艾里光束在自由空間傳播特性的波動方程精確解析解。針對普通立方相位膜片在空間上無法有效區(qū)分開各級次艾里光束的問題,提出通過加載復(fù)合相位膜片來增加各級次艾里光束的空間距離。利用復(fù)合相位膜片在實驗中得到了單一級次的艾里光束,同時對艾里光束的傳播特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:艾里光束在自由空間傳播時具有顯著的橫向自加速特性、自愈合特性以及無衍射特性,并且可以通過選取加載到空間光調(diào)制器上的立方相位膜片的級次數(shù)... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：186 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

艾里光束激光器的實驗裝置原理圖

圖 1.2 艾里光束激光器的實驗裝置原理圖[9]元法landrino 等人提出艾里等離子體激元將作為一種新的在理論上給出了實驗產(chǎn)生的方法[10]。2011 年，Li 等束普通激光束通過光柵耦合成一束面內(nèi)傳播的表面，該金屬表面覆有一層經(jīng)過特殊設(shè)計的具有非周期實驗產(chǎn)生了等離子體艾里光束[11]。實驗產(chǎn)生的原理子體艾里光束如圖 1.3 所示。

子彈有快速反應(yīng)和精準(zhǔn)打擊等優(yōu)點，但由于傳統(tǒng)激光束在效應(yīng)和色散效應(yīng)的共同作用，隨著傳輸距離的增加，續(xù)展寬，導(dǎo)致光束質(zhì)量不斷下降，對目標(biāo)的打擊效果一直致力于尋找一種在傳播過程既不受衍射效應(yīng)影響沖，即光子彈，用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)激光武器。而 2007 年的實現(xiàn)提供了新的契機(jī)，同時研究人員還發(fā)現(xiàn)艾里光特性，使得這種新型光子彈具有沿彎曲路徑傳播并打10 年，Chong 等人[26]先通過對一束具有寬波段光譜從而產(chǎn)生艾里光脈沖。該脈沖在時域上具有艾里型分色散效應(yīng)影響。之后，將所產(chǎn)生的艾里光脈沖依次透計的軸棱錐透鏡，艾里型光脈沖便轉(zhuǎn)化為艾里-貝塞空域上滿足貝塞爾分布，從而在傳播過程中不受衍射爾型光子彈便產(chǎn)生了，這種特殊的光子彈在傳播過展寬的影響。艾里-貝塞爾型光子彈的產(chǎn)生原理如圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3314453