为了研究宽带TEM22模厄米-高斯光束通过受光阑限制色散会聚透镜系统的微米焦开关现象, 采用数值计算方法对TEM22模厄米-高斯光束的光强分布进行了分析, 取得了传输轴上光强分布的数据。结果表明, 带宽变化引起轴上TEM22模厄米-高斯光束两个光强极大的相对大小改变, 结果导致光强主极大位置跃变; 当相对带宽γ=0.231且菲涅耳数Fw=100时, 光强主极大位置跃变距离为2.5μm, 出现微米焦开关现象; 带宽和菲涅耳数是影响光束微米焦开关的重要因素; 菲涅耳数较大时, 较窄的带宽就可以诱导微米焦开关, 反之则需要较宽的带宽。此研究结果有助于光通信技术中微纳光学器件的设计和制作。

为了了解带宽对厄米-高斯光束的聚焦特性和焦移的影响,采用衍射积分推导了TEM11模和TEM22模厄米-高斯光束通过受光阑限制色散透镜的传输公式,并利用数值计算对聚焦光强分布进行了研究,分析了带宽对两种模式焦移的影响。结果表明,TEM11模和TEM22模厄米-高斯光束的焦移量都会随带宽增大而增大,但两者的大小依赖相对带宽；当相对带宽小于 0.25时,TEM22模焦移量大于TEM11模焦移量,然而相对带宽大于 0.25时,后者会稍大于前者；带宽变化使TEM22模轴上光强主极大和次极大发生消长,从而引起轴上光强极大位置发生跃变。该研究结果对宽带厄米-高斯光束的应用具有一定的参考价值。

为了研究横向分布为平顶高斯模式的宽带激光通过硬边光阑系统的光强分布特性，采用衍射积分公式推导了平顶高斯模式宽带激光的每一频率分量在光阑系统中的传输公式，再通过傅里叶变换得到时间域的传输公式，详细分析了光阑和频带宽度对强度分布的影响。结果表明，近场光强在截断参量较大时，仍保持一定的平顶分布特性，但是随带宽的增加强度分布变窄；截断参量较小时强度呈高斯分布，并且带宽的变化对强度分布没有太大影响；然而在远场时截断参量较小情况下的光强分布也明显表现出随带宽增加而变窄的现象，但随着截断参量增大，这一变化趋势变缓。这些结果对平顶高斯模式宽带激光的应用具有重要参考价值。

研究了横向分布为平顶高斯模式的宽带激光在自由空间的传输特性，分析了频带宽度对其强度分布的影响。首先推导了平顶高斯模式宽带激光的每一频率分量在自由空间的传输公式，然后将频率域的传输公式通过傅里叶变换得到时间域的传输公式。基于推导的公式通过数值算例给出了不同频带宽度激光光束的强度分布结果，详细分析了空间模式的变化和时空耦合现象。研究结果表明：随着传输距离增大，平顶高斯空间模式趋于高斯分布。同时随着带宽增大，平顶高斯模式宽带激光表现出更强的时空耦合现象，并导致其空间横向分布发生明显变化。变化的主要特征为波前的强度分布随带宽增大而变窄，波后的强度分布则随带宽增大而远离轴中心向外扩展。