激光光束在分數傅里葉變換系統(tǒng)中的光強及光譜特性研究.pdf

1、分數傅里葉變換是傳統(tǒng)傅里葉變換在分數級次上的發(fā)展和延拓，除具有傳統(tǒng)傅里葉變換的特點外，還具有自身的優(yōu)點。對光束通過分數傅里葉變換系統(tǒng)傳輸特性的研究，在光束整形、光束質量控制方面具有重要意義；而對光束通過有色差的分數傅里葉變換系統(tǒng)光譜特性的研究，在實驗室研究光束在分數傅里葉變換系統(tǒng)中的傳輸，光開光以及光開關在光學互連、光通訊等領域中的應用具有重要參考價值。本文研究了激光光束在分數傅里葉變換系統(tǒng)中的光強及光譜特性。主要工作如下：
　　

2、 1.研究了厄米-拉蓋爾-高斯光束在分數傅里葉變換系統(tǒng)中的傳輸特性，結果表明：輸出面上的光強隨分數傅里葉變換階數、光束的模指數和α參數的變化而改變，其中光強隨分數傅里葉變換階數的變化周期為2。
　　 2.基于Co11ins積分公式和硬邊光闌函數可以展開成有限級次的復高斯函數疊加理論，研究了雙曲余弦平方-高斯光束在有光闌的分數傅里葉變換系統(tǒng)中的傳輸特性。研究表明：利用近似方法得到的光強分布與直接積分得到的光強分布吻合較好；輸出面

3、光強分布與光闌尺寸和分數傅里葉變換階數密切相關，當截斷參數(光闌尺寸與光束寬度的比值)小于6時，光闌的衍射效應不能忽略，此時光強隨分數傅里葉變換階數的變化周期為4；截斷參數大于等于6時，光闌效應可以忽略，此時光強隨分數傅里葉變換階數的變化周期為2。
　　 3.討論了部分相干高斯光束在有色差的分數傅里葉變換系統(tǒng)中的光譜特性。研究發(fā)現：分數傅里葉變換階數和色差大小均對歸一化的光譜和相對譜移動具有較大的影響；色差的大小會影響相對譜移動

4、的大小、光譜躍變發(fā)生的位置以及光譜躍變量的大??；相對譜移動也隨色差的變化而改變，分數傅里葉變換的階數會影響相對譜移動隨色差的變化規(guī)律。此外，有色差時，LohmannⅠ型系統(tǒng)和LohmannⅡ型系統(tǒng)是否等效還取決于分數傅里葉變換階數。
　　 4.研究了部分相干厄米-高斯光束在有色差的分數傅里葉變換系統(tǒng)中的光譜特性。結果表明：分數傅里葉變換階數、色差大小和光束的階數均對歸一化的光譜具有較大的影響；離軸點相對譜移動隨分數傅里葉變換階數