硬边衍射多色部分相干光束谱强度的快速计算

凌农; 赵光普

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.037

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

硬边衍射多色部分相干光束谱强度的快速计算

凌农 , 赵光普

文章导航 > 激光技术 > 2010 > 34(5): 712-716

引用本文:

Citation:

硬边衍射多色部分相干光束谱强度的快速计算

凌农,
赵光普

1.
宜宾学院, 计算物理四川省高校重点实验室, 宜宾, 644000

作者简介: 凌农(1962- ),男,硕士,主要从事激光束传输与控制的研究.E-mail:yblo88@163.com.

基金项目:
国家自然科学基金资助项目(60678055);四川省青年科技基金资助项目(03ZQ026-061);四川省应用基础研究基金资助项目(05JY029-102);宜宾学院自然科学基金资助项目(2008B04)
中图分类号: TN241

A fast algorithm for the spectrum of partially coherent beams diffracted at an hard-edge aperture

1.
Computational Physics Key Laboratory of Higher Education of Sichuan Province, Yibin University, Yibin 644000, China
CLC number: TN241

摘要: 为了在微机上快速地计算各类被硬边光澜衍射后的谱强度,采用复高斯函数展开模拟硬边衍射效应,推导出了多色高斯-谢尔模型光束被硬边光阑衍射后谱强度的近似解析表达式,并将所得结果与传统方法(直接对交叉谱密度函数传输公式数值积分)进行了比较。结果表明,所得公式在保证计算精度的前提下,具有大大地节省计算机时的优点,以平顶高斯光束为例,证明所采用方法可同样推广用于其它光束被硬边光阑衍射后谱强度的计算。该方法具有普遍意义。
- 激光光学 /
- 快速计算 /
- 复高斯函数展开 /
- 谱强度
Abstract: In order to calculate the intensity of beams diffracted at an hard-edge aperture, by expanding a hard-edge aperture function into a finite sum of complex Gaussian functions, an approximate expression for the spectrum of polychromatic Gaussian-Schell model beams diffracted at the aperture was derived. Simulation results were compared with those obtained by means of the conventional method, i.e.,the direct integral of the cross-spectral density function.It is shown that the computing time is strongly reduced under the condition of satisfying calculation accuracy. Taking flattened Gaussian beams as an example, this method is applicable for calculation of the spectrum of other kinds of beams propagating through a hard-edge aperture.
- laser optics /
- fast algorithm /
- complex Gaussian functions expanding /
- spectral intensity

[1]	WOLF E.Invariance of the spectrum of light on propagation[J].Phys Rev Lett,1986,56(13):1370-1372.
[2]	WOLF E,JAMEST D F V.Correlation-induced spectral changes[J].Reports on Progress in Physics,1996,59(6):771-818.
[3]	PU J X,ZHANG H H,NEMOTO S J.Shifts and spectral switches of partially coherent light passing through an aperture[J].Opt Commun,1999,162(8):57-63.
[4]	YATAGAI T,KAWAI S,HUANG H.Optical computing and interconnects[J].Proc IEEE,1996,84(2):825-852.
[5]	POPESCU G,DOGARIU A.Spectral anomalies at wave-front dislocations[J].Phys Rev Lett,2002,88(18):183902/1-183902/4.
[6]	ROYCHOWDHURY H,WOLF E.Effects of spatial coherence on near-field spectra[J].Opt Lett,2003,28(3):170-172.
[7]	YADAV B K,RIZVI S A M,KANDPAL H C.Experimental observation of spectral changes of partially coherenct light in Young's experiment[J].Journal of Optics,2006,A8(1):72-76.
[8]	ZHAO G P,LÜ B D.Influence of hard-edge aperture on the spectral switch of polyclwomatic vector beams[J].Laser Technology,2006,30(2):142-144(in Chinese).
[9]	YADAV B K,RIZVI S A M,RAMAN S,et al.Information encoding by spectral anomalies of spatially coherent light diffracted by an annular aperture[J].Opt Commun,2007,269(9):253-260.
[10]	ZHAO G P,LÜ B D.Spectral switches and effect in singular optics with polychromatic light field[J].Acta Physica Sinica,2008,57(4):2229-2235(in Chinese).
[11]	ZHAO G P,ZHANG E T,LÜ B D.Spectral switches of partially coherent nonparaxial beams diffracted at an aperture[J].Opt Commun,2009,282(2):167-171.
[12]	ZHAO G P,LÜ B D.The influence of nonparaxiality on the spectral behavior in Young'experiment illuminated by partially coherent light[J].Chinese Physics,2009,B18(8):3466-3472.
[13]	WOLF E,SHIRAI T,CHEN H,et al.Coherence filters and their uses:1.Basic theory and examples[J].Journal of Modern Optics,1997,44(7):1345-1354.
[14]	SHIRAI T,WOLF E,CHEN H,et al.Coherence filters and their uses:2.One-dimensional realizations[J].Journal of Modern Optics,1998,45(4):799-816.
[15]	WEN J J,BREAZEALE M A.A diffraction beam field expressed as the superposition of Gaussian beams[J].J Acoust Soc Amer,1988,83(5):1752-1756.

[1]	肖希 , 赵光普 , 吕百达 . 平顶高斯光束通过硬边光阑传输算法的改进. 激光技术, 2005, 29(1): 106-108.
[2]	刘永欣 , 季小玲 , 吕百达 . 硬边光阑光学计算方法的比较研究. 激光技术, 2004, 28(6): 652-654.
[3]	刘航 , 李义 , 姚震 , 冯立强 . 啁啾激光调控谐波截止能量及强度的研究. 激光技术, 2017, 41(5): 708-711. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.05.018
[4]	刘航 , 冯立强 . 利用非均匀抽运探测激光增强阿秒脉冲强度. 激光技术, 2019, 43(1): 53-57. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.01.011
[5]	陈凯 , 朱东旭 , 焦宏伟 . 高斯-谢尔模型光束通过聚焦光学系统的偏振特性. 激光技术, 2014, 38(2): 246-250. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.02.021
[6]	韩玉东 , 沈学举 , 王龙 . 平顶高斯光束在失调光学系统中的传输特性. 激光技术, 2010, 34(5): 704-707. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.035
[7]	张笔雨 , 彭润伍 , 张伟 . 矩形谱宽带激光中带宽诱导的焦开关现象. 激光技术, 2017, 41(1): 138-140. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.01.028
[8]	曹金凤 , 贺锋涛 . 基于图像功率谱的激光散斑评价方法. 激光技术, 2015, 39(3): 419-422. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.03.030
[9]	王浩冉 , 夏福源 , 田友伟 . 脉宽对激光撞击电子辐射峰值影响的模拟计算. 激光技术, 2022, 46(4): 561-566. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.04.020
[10]	彭润伍 , 李乐 , 李亚捷 , 谢海情 , 唐立军 . 平顶高斯模式宽带激光通过光阑的光强分布. 激光技术, 2013, 37(6): 829-832. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.06.028
[11]	杨秋平 , 叶兵 . 用双平凸薄透镜组聚焦高斯激光束. 激光技术, 2010, 34(4): 520-524. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.024
[12]	徐仰彬 , 凌亚文 . 复合YVO4-Nd：YVO4激光晶体的超高斯热效应研究. 激光技术, 2009, 33(1): 80-82.
[13]	尹丰 , 陶向阳 . 相对论电子在高斯激光场中的加速. 激光技术, 2011, 35(3): 384-387. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.03.025
[14]	高曾辉 , 邹其徽 , 吕百达 . 复宗量拉盖尔-高斯光束通过矩形光阑的传输. 激光技术, 2006, 30(2): 152-154.
[15]	彭润伍 , 唐立军 . 超短啁啾脉冲复宗量拉盖尔-高斯光束的传输式. 激光技术, 2010, 34(2): 189-192. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.013
[16]	徐翠艳 , 冯立强 . H₂⁺和D₂⁺谐波强度与波长的关系. 激光技术, 2021, 45(2): 208-212. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.02.014
[17]	冯立强 , 李义 , 刘辉 . 改进型多周期极化门产生高强度的阿秒脉冲. 激光技术, 2018, 42(4): 451-456. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.04.004
[18]	刘航 , 冯立强 . 核运动对分子谐波强度及产生阿秒脉冲的影响. 激光技术, 2020, 44(6): 721-725. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.06.013
[19]	王敏 , 黎南 , 李迅鹏 , 李俊昌 . 柯林斯公式的近似计算及应用研究. 激光技术, 2007, 31(3): 295-297,305.
[20]	贺元兴 , 穆佰利 , 李建 , 李伟 . 高斯光束质量与波像差之间的关系. 激光技术, 2014, 38(6): 747-752. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.006

点击查看大图

计量

文章访问数: 3885
HTML全文浏览量: 717
PDF下载量: 276
被引次数: 0

硬边衍射多色部分相干光束谱强度的快速计算

凌农
赵光普

作者简介: 凌农(1962- ),男,硕士,主要从事激光束传输与控制的研究.E-mail:yblo88@163.com

1. 宜宾学院, 计算物理四川省高校重点实验室, 宜宾, 644000

收稿日期: 2009-11-19
录用日期: 2010-03-08
网络出版日期: 2010-09-25

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(60678055);四川省青年科技基金资助项目(03ZQ026-061);四川省应用基础研究基金资助项目(05JY029-102);宜宾学院自然科学基金资助项目(2008B04)

关键词:

摘要: 为了在微机上快速地计算各类被硬边光澜衍射后的谱强度,采用复高斯函数展开模拟硬边衍射效应,推导出了多色高斯-谢尔模型光束被硬边光阑衍射后谱强度的近似解析表达式,并将所得结果与传统方法(直接对交叉谱密度函数传输公式数值积分)进行了比较。结果表明,所得公式在保证计算精度的前提下,具有大大地节省计算机时的优点,以平顶高斯光束为例,证明所采用方法可同样推广用于其它光束被硬边光阑衍射后谱强度的计算。该方法具有普遍意义。