赵兴海[1]2007年在《高峰值功率激光的光纤传能特性研究》文中研究指明光纤传能在激光武器、激光加工、激光医疗等领域都有重要的应用价值。利用光纤传输高峰值功率激光实现激光点火,是光纤传能的一种典型军事应用。目前光纤传输高峰值功率激光的研究还很少,研究光纤传输高峰值功率激光的特性,是激光点火系统设计的基础。本论文主要研究了高峰值功率激光的光纤注入、耦合与传输特性。针对光纤传能特性研究的需要首先在理解激光点火机理的基础上,总结了激光点火的实现方式,论述了激光点火系统的组成,分析了激光强度、光纤芯径对激光点火性能的影响,提出了激光点火系统总体设计方案,指出对激光点火系统的“光路优化”是系统小型化的有效途径之一。在激光的光纤注入特性研究中,对比分析了平端光纤与端面球透镜光纤的激光注入耦合特性;提出了导光锥注入耦合的新方法,设计了导光锥耦合装置,研究了其耦合特性,经实验验证注入激光的功率可提高约4倍。仿真分析和实验研究了光纤与光纤间的耦合特性;研究了注入条件、光纤弯曲对耦合效率的影响、光功率密度分布的影响。实验研究了光纤的传输效率与注入激光能量的关系,发现非线性效应是限制光纤输出激光能量的重要因素;实验研究了光纤输出激光的光束特性。参考《GJB1487-92激光光学元件测试方法》和《ISO11245光学表面的激光诱导损伤阈值测试方法》提出了光纤损伤阈值的测试方法、光纤损伤的判据、实验数据处理方法等,测得光纤端面的零损伤概率阈值能量密度为542J/cm~2。合理解释了光纤初始输入段容易损伤的原因,详细分析了光纤端面损伤的形貌和机理,指出等离子体的产生是光纤端面激光诱导损伤的直接原因。针对激光点火的应用,为确保含能材料可靠点火,又避免高峰值功率脉冲激光对光纤传能系统的损伤,提出了采用激光聚焦减小光斑、提高辐照在含能材料表面的激光功率密度的方法与装置,经实验验证功率密度提高了26.75倍。
李金全[2]2007年在《环状光束的传输特性研究》文中指出激光束的描述、光束传输变换和光束质量控制一直是激光科学技术和激光光学中的重要理论研究工作。国内外的研究工作表明，M~2因子和桶中功率(PIB)是两个很重要的光束参数，在某些应用中还可作为判断光束质量优劣的参数之一，具有重要的应用价值。另外，由于高增益、大口径、自发辐射、非线性效应、腔镜衍射以及激光控制参数的变化等因素，高功率激光器输出的激光通常具有复杂的多模结构，并具有部分相干性。因此，研究部分相干光束的传输特性和光束质量具有重要的理论意义和实用价值。在强激光的许多实际应用中，为了获得高功率、高光束质量的激光输出，使用非稳腔是一个有效途径。然而，非稳腔的近场输出常为环状光束。因此，研究环状光束的传输变换特性具有重要意义。本论文针对强激光技术中应用较为广泛的环状光束，对其传输变换特性、聚焦特性、光束传输M~2因子以及桶中功率PIB进行了研究，主要工作包括：1．利用偏心高斯光束相干迭加的方法，建立了柱坐标系下环状光束的描述模型。该模型可统一描述基模高斯光束、环状高斯光束以及环状平顶光束。2．利用广义衍射积分理论以及强度二阶矩定义，给出了环状光束、环状光束通过球差透镜、部分相干中心阴影光束的M~2因子和PIB的计算公式。详细讨论了透镜系统的菲涅尔数、透镜球差系数以及光束阶数等参数对光束质量的影响。3．利用广义衍射积分理论，推导出环状光束经过近轴ABCD光学系统的传输公式，给出了环状平顶光束修正的菲涅耳数定义，并分析了环状平顶光束在自由空间的传输规律。4．利用Collins公式，经过数值计算分析，详细研究了环状光束通过球差透镜的聚焦特性，定量分析了环状光束的阶数、偏心高斯光束的束腰宽度以及透镜球差系数对聚焦光场实际焦点(轴上最大光强)位置以及轴上最大光强的影响。5．基于干涉理论，详细研究了轴棱锥对光束的变换作用，并开展了实验研究，获得与理论分析基本一致的结果。
鲁茜倩[3]2016年在《光学系统中光阑对激光传输特性影响研究》文中研究指明当今时代,激光光束的传输变换成为科学领域的热门课题,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已知量,确定激光光束通过光学系统、或是含光阑和类似光学元件的光学系统后的某一出射面上的复振幅分布的方法就是激光光学研究的主要问题。一些光学系统对光束的偏振特性有要求,还有一些特殊的光学系统,例如多孔径光学系统,光纤系统还会对光学系统中光阑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阑(尤其是阵列分布的光阑)后的传输特性的研究还少有报道,光束的偏振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阑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状光阑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以及激光束控制有一定的借鉴和指导作用。本文首先以偏振的平顶-谢尔模型为研究对象,基于电磁波的相干偏振统一理论和复高斯函数展开法,结合Collins公式,根据Stokes矢量理论推导出了该光束经光阑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阑以及方孔光阑后的光强和偏振度的变化,接下来以非偏振的圆平顶-高斯光束为例,推导出了该光束经光阑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阑的光强分布。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阑衍射后,光强在近场区受波长,圆孔的尺寸,光阑的截断参数影响较大,并且伴有强烈的震荡现象,在波长一定的情况下,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,以及光阑的截断参数对光强的影响变弱。(2)偏振的平顶-谢尔模型光束光束经阵列圆孔光阑衍射后,偏振度受x方向衍射角、光阑截断参数的影响明显,受空间相干长度的影响不大；而光束经方孔光阑衍射后,偏振度受空间相干长度、X方向衍射角的影响明显,受光阑截断参数的影响不大,可见偏振度的分布与光阑的形状有关。(3)非偏振的圆平顶-高斯光束经不同形状的光阑衍射后,光强分布在传输距离z/z0<2时受光阑的形状影响较大,在传输距离z/z。>2以后,这种影响程度逐渐消失,最终光强的变化曲线将趋于平稳。
周旋风[4]2016年在《大功率光纤端帽和光纤功率合束器研究》文中指出光纤激光器具有转换效率高、光束质量好、热管理方便、结构紧凑等优点,被广泛应用于工业加工和国防安全等领域。近年来光纤激光器的输出功率不断提高,已经成为高功率激光发展的重要方向之一。但是,受光纤端面损伤、非线性效应及热效应等因素的限制,光纤激光器的功率提升面临着巨大挑战。大功率光纤端帽能够提高光纤激光器输出端面的损伤阈值,有效解决光纤端面损伤问题。而光纤功率合束器则可以通过将多路高功率的光纤激光合束到一根光纤得到更高输出功率,是突破单根光纤激光器输出功率瓶颈的重要方案之一。本论文围绕光纤端帽和光纤功率合束器这两种大功率光纤器件开展研究,研究工作主要包括以下几个方面:1、理论计算了信号激光在光纤端帽中传输的光斑直径、回光损耗以及腰斑偏移量等参数,并进行了实验验证。制作了大功率少模光纤端帽和多模光纤端帽,并分别进行了3.01 kW和6.26 kW的高功率测试。开展了一体化光纤端帽准直器的理论和实验研究,实现了大功率光纤激光的直接空间耦合,测量耦合损耗小于0.3dB。2、基于叁层介质波导模型分析了拉锥单芯光纤和拉锥多芯光纤的模式特性,推导了拉锥多芯光纤纤芯基模截止条件的近似公式。基于单芯光纤的拉锥技术制作了单模光纤和大模场光纤之间的单模光纤模场适配器,测量传输损耗小于0.4dB。分别基于控制空气孔塌缩技术和选择空气孔塌缩技术制作了多芯光子晶体光纤模场适配器,实现了双包层光纤和七芯光子晶体光纤的低损耗熔接,最小损耗值为0.22 dB,解决了基于光子晶体光纤的百瓦量级超连续谱光源的瓶颈问题。3、建立了纤芯耦合型光纤功率合束器的理论模型并开展了相关实验研究。基于导模分解法建立了纤芯耦合型光纤功率合束器的理论模型,分析了输入光纤不同偏移条件下输出光纤中激发的模式特性。基于光束传播法仿真分析了纤芯耦合型光纤功率合束器用于光纤激光非相干合成的合成特性,实验制作了7×1纤芯耦合型光纤功率合束器并进行了大功率单模光纤激光合成,实现了输出功率为6.08kW,光束质量为M~2-10.2的激光合成。仿真分析了纤芯耦合型光纤功率合束器用于超连续谱光纤激光的非相干合成效果,并进行了大功率合成实验,实现了7路合成功率为802 W、光谱覆盖1060-1700 nm的高功率超连续谱输出。4、建立了包层耦合型光纤功率合束器的理论模型并开展了相关实验研究。基于拉锥多芯光纤的模式演化规律建立了包层耦合型光纤功率合束器的理论模型,采用解析方法求解了包层耦合型光纤功率合束器实现非相干合成的合束激光光束质量。结果表明,对于3×1和7×1包层耦合型光纤功率合束器,合成激光光束质量极限分别为M~2-1.75和M~2-2.70。仿真分析了拉锥长度、有效包层厚度比、输出光纤纤芯直径和熔锥光纤束包层形状等因素合成激光光束质量的影响。实验制作了7×1包层耦合型光纤功率合束器并进行了大功率单模光纤激光合成,实现了输出功率为6.26 kW,光束质量为M~2-4.3的激光合成,输出功率指标和光束质量指标均为目前国际上公开报道的最高水平。
郭婧[5]2012年在《近场定距脉冲激光在降雨中的大气传输特性研究》文中提出激光因具有抗干扰能力强、角度和距离分辨率高、单色性好等优点,在现代战争中正发挥着越来越重要的作用。激光定距系统作为一种非常好的探测装置,在应用于常规弹药的过程中必须克服气候因素和大气本身对系统的影响。激光光束在降雨中传输时会与雨滴发生相互作用,产生雨滴的吸收和散射效应,使接收端的激光功率减小、光斑廓形发生变化,导致系统性能下降,严重时甚至造成失效。因此,对脉冲激光在降雨中传输特性的研究是分析激光传输效应和确定激光定距系统参数的重要基础。本文以常规弹药中的前置式激光定距系统为背景,对脉冲激光在近地面雨场环境下的传输特性,以及降雨衰减对激光定距性能产生的影响进行了系统研究。首先根据激光定距系统工作原理,结合系统的探测目标能力分析了激光测距距离方程及其影响因素：分析了与激光传输特性有关的降雨物理特性,如：雨滴尺寸、形状、雨滴尺寸分布谱和水的折射率系数等,选择相应的雨滴形状模型及适合我国区域内降雨分布的雨滴谱模型。根据不同尺寸雨滴的形状模型,在夫琅禾费(Fraunhofer)衍射和几何光学散射理论基础上,建立了球形和近似椭球形雨滴对蓝绿波段与近红外波段激光光束的光散射模型；得出了不同波长下各尺寸雨滴的散射衰减截面；对雨滴产生的光散射能量分布进行了数值计算并分析影响雨滴散射特性的因素。从实际工程应用出发,对雨滴的散射衰减截面进行了前向散射修正；分析了雨滴对蓝绿波段和近红外波段激光的吸收特性,并结合雨滴散射特性建立降雨衰减的计算模型；给出了蓝绿波段和近红外波段典型波长激光在不同降雨率下的衰减系数；分析了光束发散角在不同传输距离情况下对激光能量衰减的影响；根据降雨衰减模型,推导出激光后向散射系数的计算公式,并结合某型号激光定距系统分析了不同降雨条件及不同作用距离下的雨滴后向散射对激光定距系统信噪比(SNR)的影响。以蒙特卡罗方法为基础建立了脉冲激光在随机分布雨滴中的传输模型。首先给出了光子运动轨迹的计算机模拟和模型统计流程；分析了降雨大小、传输距离、发射脉宽等因素对激光脉冲延时的影响以及脉冲延时引起的定距误差；通过模拟结果分析了降雨环境下各种参数对激光光斑扩展的影响。根据激光光束在降雨中的衰减特性研究,给出了激光在降雨中传输特性的仿真与实验方法。结合Bouguer-Lambert(?)旨数衰减定律分析了实验原理并确定实验方案；采用ZEMAX光学软件对532nm波长光束透过球形水滴后的光散射特性进行仿真,并给出与理论分析的对比结果；由实验装置产生模拟雨滴,测试了单个和多个雨滴对532nm和1064nm波长激光的光束能量衰减；建立室外雨场用来模拟真实降雨,测试不同降雨强度下两波长激光光束的传输特性。为使激光定距系统在降雨环境下也能实现对目标的可靠探测,对系统定距性能进行了优化。分析了系统参数和外部环境对脉冲激光传输的影响,以现有脉冲激光发射与接收组件为基础,给出提高定距性能的方案：提出了椭圆与双曲柱透镜、非球面与变形棱镜组的两种光束准直方法；研制了基于雪崩二级管(APD)探测的高灵敏度激光定距接收系统及其放大电路；提出了采用直流高压驱动激光器使其发射大功率脉冲的方法并研制了脉冲功率可调的激光器电源。本文的研究成果可直接应用于激光定距系统的设计和研制,为激光定距系统在近地面雨场环境下精确定距提供理论基础和技术支撑,是提高激光探测系统传输效率和激光定距系统适应降雨环境的关键。
周元[6]2013年在《基于有限能量无衍射光束主峰的有效传输距离的表征研究》文中指出无衍射光束由于具有中心光斑直径小、光强高度集中及自恢复特性而在光通信、光学微操纵、精密测量等领域有很好的应用前景。然而无衍射光束拥有无限大能量而在实际中无法实现，但是在实验中我们已获得经有限孔径限制的近似无衍射光束，即有限能量无衍射光束。有限孔径决定了有限能量无衍射光束的传播距离不是很长而使其在光束定向、测距、准直等实际应用中受到限制。因此获得较小中心光斑且能长距离保持不变的有限能量无衍射光束成了研究者们的毕生追求。本文正是基于此而研究有限能量无衍射光束的传输特性，主要工作如下：第一、总结分析了有限能量无衍射光束的传输特性和产生方法。首先详细分析了有限能量Airy光束在自由空间传输时沿二次抛物线位移的自加速特性、无衍射特性以及自痊愈特性机理。其次详述了有限束宽Bessel光束的理论推导过程和常用的产生方法，并且用几何光学方法推导了有限束宽Bessel光束的无衍射最大传播距离。为后续工作奠定了理论基础。第二、参照高斯光束的传输特性，定义了基于有限能量Airy光束主峰宽度的瑞利距离，然后表征分析了截断因子对有限能量Airy光束有效传输距离的影响。结果表明：当截断因子从0增大到1时，有效传输距离从无穷大（理想的无衍射光束）减小到一倍瑞利距离。同时当0
王海燕[7]2010年在《基于张量方法研究部分相干光和部分偏振光在大气湍流中的传输特性》文中认为光场的相干、偏振和光谱特性是现代光学的重要研究内容,对现代光学理论和激光技术的发展具有重要意义。本论文采用简便有效的张量方法避免了大量耗时的积分运算,从部分相干光在大气湍流中的传输理论出发,深入研究了部分相干光和部分偏振的电磁光束在大气湍流中的传输特性和光谱变化。具体研究内容与成果归纳如下：(1)基于空间-频率域中的交叉谱密度函数传输理论,研究了扭曲的各向异性的高斯-谢尔模型(TAGSM)光束和椭圆高斯光束(EGB)在大气湍流中传输时的频谱移动特性。通过数值计算和理论分析表明：不满足“定标律”的光束在大气湍流中传输时的频谱移动是由于光束的相干诱导和大气湍流共同作用引起的；通过调控光源的扭曲参数、相干特性以及光斑大小,可以调制光束在大气湍流种传输时的频谱移动大小以及光谱跃迁位置。所得结论对光谱实验和高精度光谱测量具有理论参考价值。部分相干光通过大气湍流中的光谱变化可望在光互连、光通信等方面获得应用。从工程应用角度考虑,研究了TAGSM光束的光束参数、离轴TAGSM光束的离轴参数在大气湍流中传输时的变换规律以及具有各种对称形状的部分相干的空心光束(DHB)在大气湍流中的传输变换特性。(2)推导了相干合成和非相干合成的径向分布的部分相干平顶光束(FTB)阵列在大气湍流中的传输时的张量形式的解析表达式,并研究了阵列光束的光强和复相干度模的分布。研究表明：大气湍流和光束阵列的单元光束之间的相关性是影响光束阵列传输特性的两大因素；由于大气湍流的影响,阵列光束远距离传输后退化为高斯光束,复相干度模的分布起始于高斯分布,终止于高斯分布,空间相干性会随着传输距离的增大变差。所得结论对部分空间相干光阵列的大气传输相关工作有实际应用意义。(3)基于各向异性的随机电磁高斯-谢尔模型(EGSM)光束,提出了具有扭曲特性的各向异性的随机电磁高斯-谢尔模型(ETAGSM)光束的数学-物理模型,基于部分相干偏振统一理论研究了有无光阑限制的随机电磁光束在大气湍流中传输的光谱特性。研究发现：近距离传输时,主要受到光阑衍射的作用,远距离处主要受大气湍流的作用；通过调制光阑孔径参数、光源扭曲参数以及光源相干性参数等可以调制ETAGSM光束在大气湍流中传输时的光谱特性的分布情况。本文通过理论分析所得的研究成果对探索和研究部分相干光和部分偏振光在激光空间技术中的应用具有重要的理论及应用价值。研究激光在大气湍流中传输特性,在激光雷达、激光制导、激光通讯等应用领域具有重要意义。
吴平辉[8]2016年在《Bessel光束的机理及方法研究》文中研究说明1987年,I)urnin首次提出零阶Bessel光束是自由空间标量波动方程的一组特解,这种光束的横向光场分布表现为一个中心光斑与一系列同心圆环,并且不随传输距离发生变化,即使遇到不透明障碍物也能够自我修复。在过去几十年,Bessel光束这种独特的无衍射和自修复特性一直吸引着国内外研究人员的高度关注,并在诸多领域里得到应用,例如光学准直与成像、粒子微操控、激光微加工和非线性光学等。尽管如此,现有的关于Bessel光束的理论和方法仍然存在许多问题和不足。因此,相关研究工作仍然是光学领域的研究热点。本论文主要对Bessel光束的机理与方法进行系统研究,提出了一些新理论和新方法。论文的主要内容包括以下几个方面：基于衍射积分理论系统地研究了Bessel光束的产生机理,分别从理论和实验分析了环缝-透镜法和轴锥镜法所产生的Bessel光束的传输特性。详细讨论了影响轴锥镜产生Bessel光束特性的实际因素,包括入射光束的倾斜角度、轴锥镜的顶点加工误差、入射光束的横向失配和入射光束的椭圆率等。研究结果表明,上述因素不但会影响Bessel光束的轴上光强分布,还会影响其光斑形状,在轴锥镜的实际应用中必须加以考虑。采用单个轴锥镜产生的Bessel光束始于轴锥镜尖端,工作距离很短,限制了其应用范围。为了克服上述缺点,设计了两种紧凑型的轴锥镜组合系统,可用于产生大工作距离且参数可调谐的Bessel光束,为Bessel光束的广泛应用创造了条件。介绍了激光与金属材料相互作用的一般规律,基于一维双温方程分析了皮秒脉冲激光金属烧蚀机理,理论推导获得了轴锥镜法产生的Bessel激光光束能量密度分布的解析表达式,它可以用来预测超短脉冲激光对金属材料表面烧蚀所需的激光能量和烧蚀宽度。通过实验研究皮秒Bessel激光光束对金属材料的表面烧蚀,验证了其在激光加工的优越性。基于时域有限差分算法,提出叁种采用光子纳米喷射技术产生Bessel光束的方法。首先设计了一种液浸核壳介质微球结构用于产生超长光子纳米喷射。其次提出了采用微型轴锥镜的方法产生光子纳米喷射。研究发现,与同等尺寸的介质微球相比,微型轴锥镜不但可以保持亚波长的喷射光束宽度,还具有更长的喷射长度。最后分析了椭球粒子的光子纳米喷射特性,研究结果表明,可以通过改变椭球粒子的椭圆率来实现对其光子纳米喷射特性的灵活调控。
陈森会[9]2010年在《激光光束在分数傅里叶变换系统中的光强及光谱特性研究》文中认为分数傅里叶变换是传统傅里叶变换在分数级次上的发展和延拓,除具有传统傅里叶变换的特点外,还具有自身的优点。对光束通过分数傅里叶变换系统传输特性的研究,在光束整形、光束质量控制方面具有重要意义;而对光束通过有色差的分数傅里叶变换系统光谱特性的研究,在实验室研究光束在分数傅里叶变换系统中的传输,光开光以及光开关在光学互连、光通讯等领域中的应用具有重要参考价值。本文研究了激光光束在分数傅里叶变换系统中的光强及光谱特性。主要工作如下:1.研究了厄米-拉盖尔-高斯光束在分数傅里叶变换系统中的传输特性,结果表明:输出面上的光强随分数傅里叶变换阶数、光束的模指数和α参数的变化而改变,其中光强随分数傅里叶变换阶数的变化周期为2。2.基于Collins积分公式和硬边光阑函数可以展开成有限级次的复高斯函数迭加理论,研究了双曲余弦平方-高斯光束在有光阑的分数傅里叶变换系统中的传输特性。研究表明:利用近似方法得到的光强分布与直接积分得到的光强分布吻合较好;输出面光强分布与光阑尺寸和分数傅里叶变换阶数密切相关,当截断参数(光阑尺寸与光束宽度的比值)小于6时,光阑的衍射效应不能忽略,此时光强随分数傅里叶变换阶数的变化周期为4;截断参数大于等于6时,光阑效应可以忽略,此时光强随分数傅里叶变换阶数的变化周期为2。3.讨论了部分相干高斯光束在有色差的分数傅里叶变换系统中的光谱特性。研究发现:分数傅里叶变换阶数和色差大小均对归一化的光谱和相对谱移动具有较大的影响;色差的大小会影响相对谱移动的大小、光谱跃变发生的位置以及光谱跃变量的大小;相对谱移动也随色差的变化而改变,分数傅里叶变换的阶数会影响相对谱移动随色差的变化规律。此外,有色差时,Lohmann I型系统和Lohmann II型系统是否等效还取决于分数傅里叶变换阶数。4.研究了部分相干厄米-高斯光束在有色差的分数傅里叶变换系统中的光谱特性。结果表明:分数傅里叶变换阶数、色差大小和光束的阶数均对归一化的光谱具有较大的影响;离轴点相对谱移动随分数傅里叶变换阶数的变化而改变,色差大小或光束阶数不同时,变化曲线各不相同;相对谱移动随色差的变化而改变,当系统变换阶数或光束阶数不同时,离轴点相对谱移动随色差的变化规律也各不相同。
杜雯[10]2012年在《特种激光光束及其衍射特性的研究》文中研究指明自从20世纪60年代第一台激光器被发明之后，激光在不同领域都有广泛的应用，随着应用领域的扩展及激光技术的不断发展，高斯分布的普通激光束已不能满足人们的应用要求，因此迫切需要研制特定形状分布的激光束。而特种激光束在激光捕获、原子光学、光束整形、激光加工等领域都有非常重要的应用，因此并对这些特种激光束的传输衍射特性进行研究具有重要意义。在本学位论文中拟选择了洛伦兹、洛伦兹高斯光束和矢量空心光束的传输特性进行了研究，特别是结合本课题组的研究特点，将洛伦兹和洛伦兹高斯光束拓展到部分相干领域，通过调整入射激光束的相干宽度的光学参数对这两种激光束通过不同传输衍射特性进行分析。本论文的结构为：首先介绍了洛伦兹和洛伦兹高斯光束，还有矢量空心光束，对这两种特种激光光束的发展概况进行了阐述，并对激光光束的传输发展进行研究。其次对洛伦兹和洛伦兹高斯光束的模型进行复高斯展开，研究了洛伦兹和洛伦兹高斯光束通过分数带光阑傅里叶变换系统的传输特性，推导获得了洛伦兹和洛伦兹高斯光束通过带光阑的分数傅里叶变换系统的理论模型。从获得的结果，我们发现随着孔径大小的减小，出射光束的衍射现象就比较明显。这些现象对我们研究特种激光光束的衍射特性具有很好的作用。把相干光理论引入到对洛伦兹和洛伦兹高斯光束的研究中来，我们获得了部分相干的洛伦兹和洛伦兹高斯光束的理论模型，并对其通过失调和非失调光学系统做了研究，并对两种系统做了比较，重点研究了部分相干的洛伦兹和洛伦兹高斯光束通过带光阑的非失调和失调的光阑系统后的衍射特性。然后，对于特种激光的另一种光束——矢量空心光束做了研究，建立了矢量空心圆形和椭圆形空心光束的模型。利用柯林斯积分公式，获得了矢量空心光束通过傍轴ABCD光学系统的解析表达式，研究了它们通过傍轴ABCD光学系统的衍射特性。通过数值计算，得到了矢量空心圆形和椭圆形高斯光束的偏振度和出射光强随着传输距离变化而产生的变化情况。同时推导了这两种光束的偏振度和互相干长度，并做出了随着距离不同他们的偏振度和互相干长度的变化趋势。我们的研究结果有助于空心光束的应用。我们所得出的衍射特性也提供了一个简便的方法来研究矢量空心光束。最后对整篇文章进行概括，通过对两种激光光束衍射特性的研究，结合课题组的研究方向，在以后的研究中，我们可以对这两种特种激光光束的非傍轴传输等方面进行研究。
参考文献：
[1]. 高峰值功率激光的光纤传能特性研究[D]. 赵兴海. 中国工程物理研究院. 2007
[2]. 环状光束的传输特性研究[D]. 李金全. 四川大学. 2007
[3]. 光学系统中光阑对激光传输特性影响研究[D]. 鲁茜倩. 西安工业大学. 2016
[4]. 大功率光纤端帽和光纤功率合束器研究[D]. 周旋风. 国防科学技术大学. 2016
[5]. 近场定距脉冲激光在降雨中的大气传输特性研究[D]. 郭婧. 南京理工大学. 2012
[6]. 基于有限能量无衍射光束主峰的有效传输距离的表征研究[D]. 周元. 湖南大学. 2013
[7]. 基于张量方法研究部分相干光和部分偏振光在大气湍流中的传输特性[D]. 王海燕. 南京理工大学. 2010
[8]. Bessel光束的机理及方法研究[D]. 吴平辉. 浙江大学. 2016
[9]. 激光光束在分数傅里叶变换系统中的光强及光谱特性研究[D]. 陈森会. 四川师范大学. 2010
[10]. 特种激光光束及其衍射特性的研究[D]. 杜雯. 苏州大学. 2012
标签：物理学论文; 高斯光束论文; 衍射极限论文; 衍射现象论文; 光纤损耗论文; 夫琅禾费衍射论文; 科普论文; 菲涅尔论文;