1 运城学院物理与电子工程系,山西 运城 044000
2 山西省光电信息科学与技术实验室,山西 运城 044000
基于梯度折射率介质,分析了洛默尔高斯光束的强度包络和传输特性,给出了洛默尔高斯光束的强度表达式。高斯腰斑取值越小,洛默尔高斯光束的非零区域越小即高斯光束的截断作用越明显;半锥角取值越大,光束的空间尺度越小;拓扑荷数取值越大,光束中心的暗斑尺寸越大。非对称参数可以改变洛默尔高斯光束的空间形态和对称特性,随着非对称参数幅值的增加,光强分布逐渐由圆对称改变为轴对称的双月结构,随着非对称参数幅角的增大,双月结构的对称轴呈现顺时针旋转的特性。洛默尔高斯光束在梯度折射率介质中传输时,在一个传输周期内,光束的相对强度分布没有变化,只是光束尺度发生周期性聚焦变化,而在自由空间中,光束会很快演化为两个光斑。这些结果对研究洛默尔高斯光束的实际应用具有一定参考价值。
物理光学 光场调控 洛默尔高斯光束 梯度折射率介质 激光与光电子学进展
2024, 61(9): 0926001
光子学报
2022, 51(11): 1106005
光学 精密工程
2022, 30(17): 2067
1 太原科技大学 应用科学学院, 太原 030024
2 中国科学院 合肥物质科学研究院 安徽光学精密机械研究所 大气光学重点实验室, 合肥 230031
为了得到一种新型椭圆扭曲多高斯-谢尔模(TMGSM)光束, 采用Mercer模式展开的方法进行了理论分析和验证, 证明了多高斯-谢尔模关联结构可携带扭曲相位, 详细研究了其在梯度折射率光纤中传输时的光强和相干度演化。结果表明, 椭圆TMGSM光束在梯度折射率光纤中传输时, 光强和相干度分布随着传输距离的增加发生周期性旋转, 并在0.5L(L为周期)的整数倍处偏转π/2, 其旋转角速度呈非线性变化且与扭曲因子的大小有关; 增大多高斯模数, 焦平面处光强分布的平顶区域增大, 相干度分布轮廓变小。此研究结果在光纤通信、聚焦成像、光学捕获等方面具有潜在的应用前景。
激光光学 扭曲相位 Mercer模式展开理论 多高斯关联 梯度折射率光纤 laser optics twist phase Mercer model expansion theory multi-Gaussian correlation gradient index fibers
在打破传统蒙特卡罗方法在光线跟踪计算时各个子过程连贯性的基础上, 发展了灵活的逆正向蒙特卡罗法, 进而利用该方法研究了介质的矢量辐射传输问题。通过建立一维梯度折射率半透明介质模型, 模拟了大气层折射率分布, 得到了考虑偏振时介质自身的 Stokes 矢量。研究结果表明, 梯度折射率介质不同表面的发射率存在一定的区别, 散射性介质在考虑偏振时表面发射率的结果与标量方法存在一定的差异。逆正向蒙特卡罗方法可用以解决矢量辐射传输这类复杂问题。
蒙特卡罗法 梯度折射率 斯托克斯矢量 Monte Carlo method gradient index Stokes vector 大气与环境光学学报
2022, 17(5): 521
广东工业大学 机电工程学院, 广东 广州 510006
梯度折射率液晶透镜是一种可通过调控电场来改变其空间有效折射率分布来实现变焦的光学透镜。由于它具有焦距自由可调、结构紧凑、稳定性良好等优点, 在光学透镜领域受到了广泛的关注。本文介绍了电控梯度折射率液晶透镜的基本工作原理, 描述了4种电极类型的梯度折射率液晶透镜: 边缘电场驱动的液晶透镜、离散多电极型液晶透镜、高阻层电极型液晶透镜、完整电极或无电极层液晶透镜。通过评价具有代表性的例子全面地展示液晶透镜的发展现状, 读者可简单、清晰, 直观地了解和掌握电控折射率液晶透镜的发展历程与未来方向, 为进一步研究电控梯度折射率液晶透镜提供清晰的基础认知与参考方向。
电场控制 液晶 光学透镜 梯度折射率 electric field control liquid crystal optical lens gradient index
1 云南师范大学信息学院,云南 昆明 650500
2 云南财经大学信息学院,云南 昆明 650221
3 云南师范大学地理学部,云南 昆明 650500
多波束天线技术可用于提升频谱资源利用率和信道容量而备受关注,而利用变换光学的方法设计各类天线也成为近年来的研究热点。提出了利用面积映射方法来设计多波束透镜天线,探讨了透镜天线的实现方法,并仿真验证了天线性能。研究结果表明,基于面积映射方法所设计的多波束透镜天线可呈现出无磁性且分块均匀的材料参数分布,进而可用介质基板钻孔或等效媒质方法来合成器件,用以重塑偶极子天线的辐射方向,提升辐射增益,实现多方向定向辐射。
光学器件 梯度指数透镜 超材料 等效媒质理论 激光与光电子学进展
2022, 59(3): 0323002
为解决电润湿液体透镜调焦系统的单色像差随调焦过程中发生较大改变的问题, 提出利用梯度折射率分布可调的液晶透镜对系统单色像差进行校正的设计方案。在850 nm波长下, 采用液晶透镜对系统在无限远到200 mm间6种典型物距下的单色像进行校正。在系统像差最大的无限远物距下, 边缘视场的点列图几何半径从44.696 μm减小到7.423 μm, 其余视场下的弥散斑均减小到艾里斑以内, 系统单色像差得到了较好的校正。为减少液晶透镜响应时间, 将液晶透镜改为5个1/5盒厚的液晶透镜的叠层组合, 大幅提高了响应速度。研究发现, 此结构同样对系统在不同物距下的单色像差具有良好的校正作用。
电润湿液体透镜 液晶透镜 梯度折射率 单色像差校正 调焦系统 electrowetting liquid lens liquid crystal lens gradient index monochromatic aberration correction focusing system