用傅里叶分析法研究艾里光束远场传播特性

摘要：

为了从理论上深入分析新型无衍射光束艾里光束在有限能量条件下的远场传播特性,首先,从决定光波在自由空间传播的一维旁轴波动方程入手,采用傅里叶分析法,结合艾里函数的特殊性质,并利用经过指数衰减的有限能量初始条件,完整给出了有限能量条件下用于精确描述一维艾里光束在自由空间传播特性的波动方程解析解.然后,利用所得到解析解分别对一维和二维艾里光束在自由空间的传播特性进行了研究,重点分析了不同参量条件对艾里光束进行无衍射传播和横向自加速的影响.研究表明:当任意横向尺度为100 μm,衰减系数为0.03、0.05、0.07、0.1、0.2时,二维艾里光束无衍射传播距离分别为1 014、624、455、338、193 mm;当横向尺度保持不变时,衰减系数越小,艾里光束保持无衍射传播的距离越大;当衰减系数保持不变时,横向尺度越小,艾里光束横向自加速越大.所采用的研究方法也可用于研究艾里光束在介质中的传播特性.

关键词：艾里光束、传播特性、傅里叶分析、旁轴波动方程、解析解

所属期刊栏目：46

分类号：TN24(光电子技术、激光技术)

资助基金：脉冲功率激光技术国家重点实验室基金No.2015J1003资助 State Key Laboratory of Plused Power Laser Technology Foundation 2015J1003

在线出版日期：2017-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：88-99