硬边衍射光束的计算模拟

在激光的产生和传输过程中或多或少地要受到光阑的限制。因此，光束通过有硬边光阑限制光学系统传输问题的研究有重要实际意义。为此，已发展了多种模拟方法。一般情况下，对Collins公式直接数值积分是一种精确的模拟方法。但当光阑数增加时，计算变得非常繁琐和费时。使用四种简明方法，即解析公式法、递推算法、复高斯函数展开法和矩阵表示法来模拟硬边衍射光束，对这些方法的优点和使用范围作了分析．讨论了方法的改进。     

高功率激光技术中的光束控制和相关问题

对高功率激光进行了研究。以平顶高斯光束为例,推导出了它通过无光阑和有光阑的近轴ABCD光学系统传输的解析表达式。给出了它的特征参数,包括光束传输因子(M2因子)、陡峭度(K参数)和桶中功率(PIB)并作了物理分析。最后,指出高功率激光光束控制应使光束在靶面上的功率/能量集中度、时间和空间波形、瞄准稳定性以及时间持续性等指标满足应用要求。     

像散透镜对超高斯光束的变换特性

利用广义惠更斯菲涅耳衍射积分,并考虑像散的影响,对超高斯光束通过像散透镜后的传输特性作了数值计算和讨论,得出一些新的结论.以桶中功率为参数分析了像散超高斯光束的光束质量,并以数值计算例加以说明.     

高斯光束通过非轴对称光学系统的变换

高斯光束通过非轴对称光学系统时就变成像散椭圆高斯光束。本文使用矩阵方法研究了有简单像散高斯光束的变换特性,推导出像空间中xoz和yoz面上束腰重合和相等的条件,以及一股地,像空间中光斑椭圆变成圆和等相面为球面的条件,并以数值计算例说明。     

激光的参数描述和光束质量

激光光束质量是一个很有现实意义的论题。对实际激光，一方面或多或少存在硬边光阑光学元件影响。另一方面，人们常对远场激光束的可聚焦能力感兴趣。对有光阑情况时光束传输因子(M^2因子)的推广作了讨论。对有代表性的3种方法，即广义截断二阶矩法、渐近分析法和自收敛束宽法及其应用作了分析。引入了桶中功率(PIB)和β参数用以描述远场光束质量。然后，研究了实际应用对激光光束质量的一些要求和相关的评价参数。最后，讨论了复杂的高功率激光系统的全程光束质量控制问题。     

内含柱面透镜的象散腔

本文用矩阵光学的方法研究了内含柱面透镜的象散腔，给出了其稳定图，此图清楚地显示出由于象散作而使用腔稳定工作区域大大缩小，本文还给了显示象散特征的稳定脸膜参数计算公式，并作了数值计算。     

湍流对部分相干光光谱移动的影响

Wolf效应，即部分相干光除满足定标律之外，即使在自由空间中传输时其光谱一般也会发生变化，是一类著名的相关诱导光谱变化现象。以高斯-谢尔模型(GSM)光束作为部分相干光的典型例子，研究湍流对高斯-谢尔模型光束光谱移动的影响。基于部分相干光的传输定理，并考虑湍流的存在，推导出了高斯-谢尔模型光束通过湍流介质的光谱公式，并作了数值计算。研究表明，无论定标律是否满足，湍流都会影响高斯-谢尔模型光束的光谱。湍流越强，与无湍流情况比较光谱移动越大。特别是，若不满足定标律时轴外光谱还会出现分裂。高斯-谢尔模型光束在湍流介质中的光谱移动由光束的空问相干性、折射率结构常数Cn^2和位置等参量决定。     

湍流对部分相干环状光束空间相干性的影响

基于广义惠更斯一菲涅耳原理,并采用Rytov相位结构函数二次近似的方法,推导出了部分相干环状光束通过湍流大气传输时,其光谱相干度的解析公式,并研究了光束的空间相干特性.研究表明,部分相干环状光束通过自由空间传输时其光谱相干度会出现振荡和相位奇异现象,且光束遮拦比ε越大振荡越厉害.但是,随着湍流的增强,其振荡逐渐减弱直至消失,不同ε的光谱相干度曲线相接近,并呈类高斯分布.光束遮拦比ε越大的部分相干环状光束其空间相干性受湍流影响越小.此外,在自由空间中,若光束相干参数α较小,随ε的变化光谱相干度二阶矩宽度wc.可大于或小于其光谱强度二阶矩宽度wi,且临界值ε0随α的增大而增大;随着α的增大,则无论ε取何值都有wc＞wi.然而,当湍流增强到一定程度,总是有wc＜wi.     

部分空间相干光在自由空间中传输的光谱分裂

基于部分相干光的传输定律,研究了多色高斯谢尔模型光束在自由空间中传输的光谱变化.研究表明,在近场会有光谱分裂出现,光谱分裂与光源的空间相干性和源光谱的谱宽以及位置参数有关.对结果作了分析,并用数值计算作了说明.     

激光光学研究的进展

对激光光学研究的进展作了综述。提出一些在光束描述和传输变换中值得进一步研究的问题，并作了简略分析。