扭曲相位是部分相干光束所特有的一種相位,它開辟了部分相干光相位調控研究的新方向。在扭曲相位的作用下,部分相干光束呈現(xiàn)出新的光學統(tǒng)計特性并在光束整形、微粒捕獲、光學成像、自由空間光通信等領域有著潛在的應用價值。本文回顧了扭曲部分相干光束的發(fā)展歷程與基本理論,以扭曲高斯謝爾模光束和扭曲橢圓多高斯謝爾模光束為例,重點研究其理論模型、實驗產生以及傳輸特性。首先,提出了一種扭曲高斯謝爾模光束的理論與實驗產生方法,填補了該光束多年來在實驗產生上的空缺。借助于魏格納(Wigner)分布函數,利用三個柱透鏡系統(tǒng)將各向異性高斯謝爾模光束轉換為扭曲高斯謝爾模光束。建立了一個用于精確控制各向異性高斯謝爾模光束兩正交方向上光斑大小和橫向相干寬度的實驗裝置,將該裝置精確調控后的光束經過三個柱透鏡所組成的光學系統(tǒng),最終在實驗上成功產生了真正的扭曲高斯謝爾模光束。其次,構造了一種新型的部分相干光源——扭曲橢圓多高斯謝爾模源,它可以看作多個具有不同初始參數和權重的扭曲橢圓高斯謝爾模光束的非相干疊加。利用廣義的柯林斯(Collins)公式推導了扭曲橢圓多高斯謝爾模光束經過近軸ABCD光學系統(tǒng)后的交叉譜密度表達式。研究表...

【文章頁數】：64 頁

【學位級別】：碩士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究進展
    1.3 本文主要研究內容
    參考文獻
第二章 基礎理論
    2.1 波動光學的基本方程
    2.2 激光傳輸的基本理論與方法
        2.2.1 經典標量衍射理論
        2.2.2 矩陣光學方法
        2.2.3 張量光學方法
    2.3 部分相干光束的基礎理論
    2.4 扭曲部分相干光束的基本理論模型
    參考文獻
第三章 扭曲高斯謝爾模光束的產生與傳輸
    3.1 引言
    3.2 扭曲高斯謝爾模光束的理論模型
    3.3 扭曲高斯謝爾模光束的理論產生
    3.4 扭曲高斯謝爾模光束的實驗產生
    3.5 扭曲高斯謝爾模光束的傳輸特性
    3.6 總結
    參考文獻
第四章 扭曲橢圓多高斯謝爾模光束的產生與傳輸
    4.1 引言
    4.2 扭曲橢圓多高斯謝爾模光束的理論模型
    4.3 扭曲橢圓多高斯謝爾模光束近軸ABCD光學系統(tǒng)傳輸
        4.3.1 近軸ABCD光學系統(tǒng)的傳輸公式
        4.3.2 自由空間光強分布及kurtosis參量
    4.4 扭曲橢圓多高斯謝爾模光束的二階矩
    4.5 扭曲橢圓多高斯謝爾模光束的軌道角動量
    4.6 扭曲橢圓多高斯謝爾模光束的傳輸因子
    4.7 總結
    參考文獻
第五章 總結與展望
攻讀碩士學位期間的科研成果
致謝



本文編號：3855998