艾里光束自弯曲性质的控制

摘要

利用薛定谔方程,理论分析了自由空间中无衍射艾里光束的自弯曲性质.研究了控制该性质的因素,并与实际物理量联系,提出采用梯度折射率材料实现控制艾里光束自弯曲性质的方法.数值模拟了一维和二维艾里光束在传播时出现的自弯曲效应,以及经过控制的艾里光束沿直线无衍射传播和反向弯曲传播的强度分布情况,讨论了艾里光束在梯度折射率材料中沿直线近似无衍射传播的距离与指数衰减因子、光束的主瓣宽度及波长之间的关系.结果显示:在艾里光束的中心波瓣强度衰减为最大强度18%的传播距离内,艾里光束能够保持近似无衍射传播;在实际应用中可以根据艾里光束近似无衍射传播距离的具体要求,通过衰减因子、主瓣宽度和波长三者分别与近似无衍射传播距离之间的关系曲线,综合考虑选取合适的参数值和梯度折射率材料,实现对艾里光束的最佳控制.