为了研究入射角对猫眼光电系统回波光强分布的影响,从广义衍射积分公式出发, 建立了倾斜高斯光束通过猫眼光电系统的光强分布模型, 推导出其传输解析表达式, 数值模拟了两种探测距离下光强分布随入射角度的变化规律。结果表明, 在猫眼光电系统的半视场角范围内, 入射光束为高斯光束时, 探测距离、入射角的共同增大使得回波光束的能量逐渐减小, 且分布模式越来越接近高斯模式; 相比近距离探测, 远距离探测时回波光强分布达到高斯模式对入射条件的要求更为严格。该研究为实际侦察提供了理论依据, 尤其对入射角的选取具有指导意义。

为了研究梯度折射率介质对复变量双曲正弦高斯光束的传输影响,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法推导出了复变量双曲正弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输场,运用空间二阶矩的定义解出了光斑尺寸及其变化率的表达式,并进行了数值模拟分析.结果表明,光斑尺寸及其变化率随传输距离的增加呈周期性变化,周期由折射率系数决定;随光束参量的改变,光斑位置不变,周期性不变,但是光斑尺寸的振荡幅度要发生改变;通过调整这些参量,可以改变光斑尺寸及其位置.此项研究对大功率半导体激光器等方面的开发应用有帮助.

为了研究梯度折射率介质中双曲余弦高斯光束的束腰及其位置，推导出了双曲余弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输场，并运用空间二阶矩的定义解出了光斑尺寸、束腰宽度及位置的表达式，讨论了梯度折射率介质对双曲余弦高斯光束的光斑尺寸、束腰宽度及位置的影响。研究结果表明：梯度折射率介质中光斑尺寸随传输距离的增加出现了周期性变化，周期由折射率系数决定；随偏心参数的增大，束腰宽度先逐渐减小再逐渐增大后趋于稳定；并且发现偏心参数决定光斑尺寸振荡幅度。

基于广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法，对梯度折射率介质中的厄米余弦高斯光束传输特性进行了研究，得出了在梯度折射率介质中厄米余弦高斯光束的光场表达式，并利用此表达式作数值模拟，研究了梯度折射率介质对厄米余弦高斯光束传输特性的影响。结果表明：光强在轴上分布呈现空间周期性变化，最大光强位置与梯度折射率系数β 有关；随着调制参数α 的增大，轴上最大光强逐渐减小而且出现了空心分布。在同一传输面上横向光强随梯度折射率系数β 增加，先增大后快速减小；并且发现调制参数α 变大，光强不变，但是束腰宽变窄。

为了研究可控空心光束在梯度折射率介质中的传输特性,采用广义惠更斯-菲涅尔积分公式,推导出可控空心光束在梯度折射率介质中通过旁轴ABCD光学系统后的一般传输公式。在此基础上,结合光强二阶矩的方法,给出了相应的一般束宽变换公式。通过数值分析研究了梯度折射率介质传输场中强度分布和均方根束宽的变化特点,讨论了介质梯度折射率系数、空心光束的阶数、控制参数p对传输特性的影响。研究结果表明,在梯度折射率介质中,可控空心光束轴上光强和束宽随着传输距离呈现周期性变化。空心光束的阶数和控制参数p对光强分布和均方根束宽影响较大。并且在光强峰值位置处,光强分布不再保持原来暗中空的特性,而是迅速变为类高斯分布。

利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法，推导出平顶高斯光束在梯度折射率介质中传输时的解析表达式，对平顶高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性进行了分析，讨论了介质梯度折射率系数和光束阶数对传输特性的影响。研究表明，平顶高斯光束在梯度折射率介质中传输时轴上光强分布呈现周期性变化，其周期决定于介质梯度折射率系数,而与光束的阶数无关；轴上峰值处的横向光强分布受梯度折射率系数和光束阶数的影响较大，横向光强的最大值随着梯度折射率系数的增大而增大。

为了研究光束在梯度折射率介质中的传输规律, 利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法, 推导出余弦高斯光束在梯度折射率介质中传输的解析表达式, 对余弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性进行了分析, 并进一步讨论了介质梯度折射率系数和调制参数对传输特性的影响。结果表明, 余弦高斯光束在梯度折射率介质中传输时,轴上光强分布呈现周期性变化,横向光强分布受梯度折射率系数和调制参数影响较大。余弦高斯光束传输时具有不稳定性, 通过适当调节参数,可在空间某位置实现余弦高斯光束的整形。

为了研究平顶高斯光束经含失调窄缝光阑的失调光学系统的传输特性，采用广义衍射积分法和用有限个复高斯函数之和来逼近窄缝光阑孔径函数的方法，得出了输出光束场分布的近似解析公式，并针对给定的光学系统和平顶高斯光束进行了分析和数值模拟。结果表明，当光阑半宽度与光束束腰半宽度之比较大时(大于1)，光学系统的失调量比光阑的失调量对输出光束特性影响更显著。这一结果对分析平顶高斯光束传输特性是有帮助的。

利用广义惠更斯-菲涅尔衍射积分方法,推导出部分相干平顶光束在梯度折射率介质中传输的交叉谱密度函数解析表达式,对部分相干平顶光束在梯度折射率介质中的传输特性进行了分析,并进一步讨论了介质梯度折射率系数、光束阶数以及光束相干性对传输特性的影响。结果表明,部分相干平顶光束在梯度折射率介质中传输时的轴上光强分布呈现周期性变化,且周期由梯度折射率系数决定,而与光束相干性无关。光束阶数越高、相干性越好、介质梯度折射率系数越大,则在介质中的轴上峰值光强越大。并且,在光强峰值位置附近的光强分布随传输距离的变化非常剧烈。