激光束焦平面附近位相奇点的变化规律

摘要

随着激光技术的不断发展，现代光学的研究领域也在不断扩大，如奇点光学就是现代光学中新兴的一支。近年来，由于奇点光学研究内容的广泛性和实际应用性，如研究完全单色光的位相奇异性、多色光的光谱异常行为和部分空间相干光的位相奇异行为等，奇点光学越来越受到研究者的关注。本论文的研究内容犹如冰山一角，只就奇点光学中的一小部分内容——完全相干光通过光阑．透镜光学系统后，其焦平面附近的位相奇点的变化规律作了研究。主要工作包括： 1．基于基尔霍夫—菲涅耳傍轴标量场理论(或Collins公式)，用Li提出的平顶光束新模型，研究了该类平顶光束在焦平面附近的位相奇点产生-湮灭过程。同时，研究了超高斯光束焦平面附近的位相奇点产生-湮灭过程。研究表明：两种光束具有相似的规律；均随着截断参数δ变化，位相奇点会自我重组：焦平面上的奇点湮灭，但在焦面外产生新的奇点，并导致了亚波长结构。除截断参数之外，光束阶数对位相奇点的空间分布也有影响。只是，两种光束随截断参数和光束阶数改变的变化速度不一样。 2．在前面研究的基础上，引入球差因子。研究了焦平面上已经有位相奇点分裂时，焦平面附近的位相奇点随球差因子的变化：球差因子的正负号会影响焦平面附近位相奇点的重组情况。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

§1.1激光束传输与变换的研究内容和几类常涉及的光束

§1.2激光束通过光阑光学系统的研究方法

§1.3奇点光学的研究背景与现状

§1.4本论文的研究内容、意义和目的

第二章焦平面上平顶光束的位相奇点的产生—湮灭规律

§2.1相关的一些概念

§2.1.1波前位错

§2.1.2位相奇点

§2.1.3拓扑指数与轨道角动量

§2.2 Li类平顶光束

§2.2.1理论计算

§2.2.2数值计算与分析

§2.3超高斯光束

§2.3.1理论计算

§2.3.2数值计算与分析

§2.4本章小结

第三章球差因子对焦平面附近位相奇点的影响

§3.1球差因子

§3.2球差因子对焦平面附近位相奇点的影响

§3.2.1理论分析

§3.2.2数值计算与分析

§3.2.3小结

第四章总结

参考文献

致谢

附录(攻读硕士学位期间与导师合作发表的论文目录、参加的科研项目)