光学系统中光阑对激光传输特性影响研究

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1、密级无分类号ＴＮ２４９ｘｒＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕ｉ学位论文题目：光学系统中光顔对激光传输特性影响研究作者：鲁茜倩指导教师：刘钩教授申请学位学科：光学工程２０化年５月２４日密级无分类号ＴＮ２４９Ｐ《知考Ｘ’ＩＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕壬学位论文題目；光学系统中光阔对激光传输特性影响研究作者；鲁茜倩指导教师；刘钩教授申请学位学科光学工程：２０１６年５月２４日光学系统中光阔对激光传输特性影响研究学科：光

2、学工程研巧生签字净爸巧指导教师签字：＾摘要当今时代，激化光束的传输变换成为科学领域的热口课题，对于激光束解析问题可视为激光光学的重中之重。若将入射平面上激光束的复振幅分布作为己知量，确定激光光束通过光学系统一、或是含光闲和类似光学元件的光学系统后的某出射面上的复振幅分布的方法就一一些特殊的光学是激光光学研究的主要问题。些光学系統对光束的偏振特性有要求，还有系统，例如多孔径光学系统，光纤系统还会对光学系统中光顏的分布有更多的要求。但就目前为止，关于偏振光束经多种形状光闽（尤其是阵列分布的光阔后的传输特性的研究还少有）报道，光束的偏振

3、状态会直接影响到光学系统的成像质量（例如具有超大数值孔径的光学系统），且不同性质的激光光束经过不同形状的光闽后的传输特性也会有所不同，故研究不同种激光光束经多种形化光闹后的传输特性变得很有意义，其研究结果对实际光学系统设计１＾及激光束控制有一定的借鉴和指导作用。一本文首先Ｗ偏振的平顶－谢尔模型为研究对象理论和复高，基于电磁波的相干偏振统斯函数展开法，结合Ｃｏｌｌｉｎｓ公式，根据Ｓｔｏｋｅｓ矢量理论推导出了该光束经光闲衍射后的交叉谱密度、光强、偏振度的表达式，研究了其通过阵列光阔Ｗ及方孔光闹后的光强和偏振度－的变化，接下来Ｗ非偏振的圆平顶高斯光

4、束为例，推导出了该光束经光闲衍射后的交叉谱密度，、光强、偏振度的表达式研究了其经过不同形式光闽的光强分布。最后研究了偏振光束的偏振态分布：，并利用准直镜头实例对该部分进行应用。论文的研究成果如下－１偏振的平顶谢尔模型光束经两种光闲衍射后，，光强在近场区受波长，圆孔的尺寸（）一，光闹的截断参数影响较大，并且伴有强烈的震荡现象，在波长定的情况下圆孔的尺寸对，光束近场向远场衍射的过渡距离产生影响。随着距离的增大，光束本身的能量减弱波长，圆孔的大小。，ｗ及光阐的截断参数对光强的影响变弱－谢尔模型光束光束经阵列圆孔光阐衍射后偏振的平顶，偏振度受Ｘ方向衍

5、射角、光（巧阐截断参数的影响明显，，受空间相干长度的影响不大；而光束经方化光闽衍射后偏振度受空间相干长度、Ｘ方向衍射角的影响明显，受光闽截断参数的影响不大，可见偏振度的分布与光阐的形状有关。－ｚ＜２（３）非偏振的圆平顶高斯光束经不同形状的光蘭衍射后，光强分布在传输距离／ｚ时０Ｚ受光闽的形状影响较大，在传输距离Ｚ／＞２后，这种影响程度逐渐消失，最终光强的变１＾１０化曲线将趋于平稳。－－关键词：平顶谢尔模型光束光阐圆平顶高斯光束光閑截断参数空间相干长度；；；；；偏振度＊ｔｓｏｆｅａｅｉｔｕｒｅｏｆ化ｅｏｔｉｃａｌｓｓｔｅｍ

6、Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｅｆｆｅｃ化ｐｐｙｏｎｔｒａ凸ｓｍｉｓｓｉｏｎｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆｌａｓｅｒｂｅａｍｓｐｐＤｉｓｃｉｐｌｉｎｅ：ＯｐｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｔｕｄｅｎｔＳｉｇｎａｔｕｒｅ：ＬａＳｕｅｒｖｉｓｏｒＳｉｇｎａｔｕｒｅ：ｐ（了Ａｂｓｔｒａｃｔ化ｔｉｔｒｎｓｆｏｒｍａｔｉｏ打ｏｆ化ｅｌａｓｅｒｂｅａｍａｒｅｈｏｔ化ｉｃｓｉｎ化ｅＩｎ化ｅｍｏ过ｅｒｎｅｒａｅｒｏａａｏｎａｎｄａｐ，ｐｐｇｆｉｈｌｂｌｅｍｌａｓｅｂｅａｍｓｃａｎｒｅａｒｄｅｄａｓｏｎｅｏｆ

7、ｔｈｅｍｏｓｔｅｌｄｏｆｌａｓ巧ｒｅ巧ａｒｃｔｏｒｅｓｏｖｅ化ｅｒｏｏｆ化ｅｒｇ，ｐｉ化ｌｌｉｔｉｓｔｒｉｔｉｏ打ｏｎｅｌａｎｅｏｆ化ｅ１泌ｅｒｂｅａｍｓａｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｏｆｌａｓｅｒｏｐｔｃｓ．Ｉｆｅｃｏｍｐｅｘａｍｐｕｄｅｄｂｕ化ｐｆｈｉａｋｎｏｗｎｕａｎｔｉｔｈｏｗｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ化ｅｃｏｍｐｌｅｘａｍｐ化ｕｄｅ姐ｓｔｒｉｂｕｔｉｏ打ｏｔｅｅｍｉｓｓｏｎｓｕｒｆａｃｅｑｙ，ｏｆｌａｓｅｒｂｅａｍｓｔｈｒｏｕｇｈ化ｅｏｐｔ