1 国防科技大学 电子对抗学院, 合肥 230037
2 中国人民解放军 95865部队, 北京 102200
采用矩阵分解以及将硬边光阑窗口函数展开为复高斯函数叠加的方法, 研究了高斯光束猫眼光学系统后的光阑效应; 通过数值计算, 分析了激光的反射规律。研究表明, 入射光束束腰距离猫眼光学系统越远, 光学系统的光阑效应越大; 调整合适的正离焦量, 可以使猫眼光学系统回波光强更高。理论分析和数值计算对猫眼系统的研究具有一定的参考意义。
猫眼效应 高斯光束 硬边光阑 光强分布 cat eye effect Gaussian beam hard edge aperture intensity distribution
长沙理工大学 物理与电子科学学院，长沙 410114
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。
激光光学 宽带激光 衍射积分 硬边光阑 窄化现象 laser optics broadband laser diffraction integral hard-edged aperture narrowing effect
1 中国科学院 上海光学精密机械研究所 高功率激光物理国家实验室,上海 201800
2 中国工程物理研究院 上海激光等离子体研究所,上海 201800
利用柯林斯(Collins)传输公式和将硬边光阑展开为有限个复高斯函数之和的方法,分析了在静态高功率激光器系统中选取不同尺寸的空间滤波器小孔对谱色散匀滑(SSD)效果的影响,并且通过K.R.Manes等提出的统计光学模型,给出了存在相位畸变和振幅调制时小孔选取的模拟计算方法。数值模拟表明,在神光Ⅱ第9路多功能激光器系统中,目前使用的空间滤波器小孔会使部分色散光束的光谱成分被阻断,使得焦斑通量对比度从无孔时的22％增大到36％,影响光SSD效果;分析给出了满足光SSD使用的空间滤波器的小孔尺寸。
谱色散匀滑 空间滤波器 柯林斯传输公式 硬边光阑 透镜阵列
为了研究受硬边光阑约束及失调Lohmann光学系统对分数傅里叶变换的影响，采用了平顶多高斯光束模型模拟硬边光阑，推导了平面光波在受硬边光阑约束和系统透镜离轴时的Lohmann型分数傅里叶变换光学系统中传播的解析表达式；计算机模拟了受半径为7．696cm的硬边光阑约束和透镜离轴失调量时的输出。结果表明，在有硬边光阑约束和离轴失调时Lohmann两种结构并不等效。
傅里叶光学与光信号处理 Lohmann光学系统 硬边光阑 失调 Fourier optics and optical signal processing Lohmann's optical system hard-edge aperture misalignment
把硬边光阑从复杂光学系统中“移”出来，即把任意一个含有硬边光阑的复杂光学系统体现到含有入射光瞳和出射光瞳的光学系统中，使硬边光阑的作用转化为出射光瞳的作用，以便求出观察面上的解析解。对入射面上的二维厄米－高斯光束，利用柯林斯公式和入射光瞳与出射光瞳的物像关系，可得到所要求观察面的场分布和解析结果，通过数值模拟验证了其正确性。通过分析计算得到如下结论：对于任意一个含有硬边光阑的复杂光学系统，都可以把光阑的作用从系统中“移”出来，把其看作是出射光瞳的作用，从而可以较为简便地求出观察面上的场分布。
激光传输 厄米－高斯光束 硬边光阑 场分布 数值模拟． laser propagation Hermite-Gaussian beam hard-edge aperture field distribution numerical simulation
1 西南交通大学 应用物理系，成都 610031
2 西南交通大学 峨眉校区，峨眉山 614202
为了对部分相干修正贝塞尔－高斯光束通过有硬边光阑近轴4BCD光学系统的传输进行研究，采用将硬边光阑窗口函数展开为有限个复高斯函数之和的方法，得到了近似的解析传输公式。以部分相干修正贝塞尔－高斯光束在有光阑情况下自由空间的传输为例作了数值计算，对所得解析公式的计算误差和适用范围进行了讨论。结果表明，用该方法可快速、解析地研究部分相干修正贝塞尔－高斯光束通过圆孔光阑自由空间的传输特性，分析菲涅耳数、截断参数对其光束经光阑后光强分布的影响。
激光光学 部分相干修正贝塞尔－高斯光束 复高斯函数展开法 硬边光阑 近似解析传输公式 laser optics partially coherent modified Bessel-Gaussian beams complex-Gaussian function expansion hardedge aperture approximate analytical propagation equation
1 宜宾学院 光电信息研究所，宜宾 644007
2 四川大学 激光物理与化学研究所，成都 610064
利用拉盖尔－高斯模和厄米－高斯模的变换公式，并使用将二维矩孔光阑窗口函数展开为有限个复高斯函数之和的方法，得到了复宗量拉盖尔－高斯(LG)光束通过含矩形硬边光阑近轴ABCD光学系统的变换的解析传输公式，并对复宗量LG光束通过矩形硬边光阑的衍射和聚焦特性进行了研究。该方法对研究有不同几何对称性光阑光学系统的光束变换是有用的。
激光光学 复宗量拉盖尔－高斯(LG)光束 矩形硬边光阑 复高斯函数 laser optics complex-argument Laguerre-Gaussian(LG)beam rectangular hard-edged aperture complex Gaussian function
1 宜宾学院 光电信息研究所，宜宾 644007
2 四川大学 激光物理与化学研究所，成都 610041
从偏振矩阵和交叉谱密度传输公式出发，分析了硬边光阑对多色矢量高斯－谢尔模型光束轴上光谱开关的影响。结果表明，插入偏振片前，光谱开关的光谱跃迁量△随截断参数δ的增加而减少，光谱极小值Smin和位置zc／z0随δ的增加而增大。插入偏振片后，光谱开关随δ的变化规律与插入偏振片前的变化规律相同。但偏振片的旋转角度θ会对出现光谱开关的δ的范围产生影响。
现代光学 硬边光阑 多色矢量光束 光谱开关 modern optics hard-edge aperture polychromatic vector beam spectral switch
利用矢量Rayleigh积分公式研究了非傍轴高斯光束通过方环硬边光阑的传输,得到了衍射场分布的解析表达式.和傍轴传输相比较,该结果具有更广泛的适用性.以桶中功率为光束质量评价函数,讨论了遮拦比、截断参数对远场光束质量的影响.结果表明,环形光阑的尺寸决定着非傍轴光束远场能量分布的集中程度,截断参数和遮拦比的增大都会导致非傍轴高斯光束衍射效应增强,从而远场能量发散.
Rayleigh积分公式 方环硬边光阑 非傍轴高斯光束 光束质量
1 江西师范大学,物理与通信电子学院,南昌,330027
2 四川大学,激光物理与化学研究所,成都,610064
用拉盖尔-高斯截断级数模拟了任意半径的圆孔硬边光阑窗口函数,并应用于研究高斯光束和零阶贝塞尔-高斯光束通过硬边光阑的衍射.对高斯光束和零阶贝塞尔-高斯光束的轴向和横向光强分布的计算结果表明:当积分面不是很靠近光阑时,用参数最佳化选取的拉盖尔-高斯截断级数法与用直接数值积分所得结果符合很好.
激光光学 拉盖尔-高斯截断级数 硬边光阑衍射 高斯光束 零阶贝塞尔-高斯光束
