激光辐照猫眼光学镜头时的反射特性机理研究

摘要

运用矩阵光学理论以及将硬边光阑窗口函数展开为有限个复高斯函数之和的方法,对激光束辐照猫眼光学镜头时产生的猫眼效应机理进行了理论推导.通过数值计算对猫眼效应的反射规律进行了分析,并利用532 nm激光辐照一个变焦范围为12-72 mm的光学镜头进行了猫眼效应的实验验证,从而得出了猫眼效应反射光特性与入射激光参数以及猫眼光学镜头的口径、焦距、离焦量等基本参数之间的关系.研究表明,猫眼效应反射光特性与猫眼光学镜头参数和入射激光参数密切相关,且当猫眼光学镜头位于近场和远场的情况有很大不同.根据入射光束的束腰位置与猫眼光学镜头之间的距离,选取合适的正离焦量可以在猫眼效应反射光原路返回处得到比非离焦时更高的峰值光强,这与传统的根据几何光学理论得出的非离焦时可以得到最高峰值光强的结论不同.