AGSM光束在自由空间中的传输.pdfVIP

　第 16 卷 　第 4 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 16No. 4 　2004 年 4 月 HIGH POWER LASER AND PARTICLE BEAMS Apr. , 2004 ( ) 文章编号 2004 AGSM 光束在自由空间中的传输 1 1 ,2 彭愿洁 , 　吕百达 ( 1. 四川大学 激光物理与化学研究所, 四川 成都 610064 ; 　2 . 华中科技大学 激光技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074) ( ) 　　摘 　要 : 　用矩阵方法研究了有扭曲的各向异性高斯尔模型 AGSM 光束通过自由空间的传输。给出了 光束参数的解析传输公式和详细数值计算结果 ,说明 AGSM 光束的传输特性以及扭曲因子和空间相关长度的 影响。 　　关键词 : 　AGSM 光束 ; 　自由空间传输 ; 　扭曲 ; 　空间相关长度 　　中图分类号 :O437 　　　　文献标识码 :A 　　实际的激光 ,特别是高功率激光常是部分相干、有位相畸变和振幅调制[1 ] ,并有像散特性 ,在位相中还可能 含有扭曲项[2 ] ,与理想的高斯光束模型有很大差异 ,在数学处理上也有不同 ,对此国内外已作了广泛的研究。 ( ) [3 ,4 ] 理论研究表明 ,有扭曲的各向异性高斯谢尔模型光束 AGSM 是描述光束的一般模型 ,它既反映了光束的 一般像散性质又反映了光束的部分空间相干性。AGSM 光束共有 10 个独立的光束参数。AGSM 光束通过一阶 光学系统的传输变换规律可以通过二阶矩矩阵的变换公式描述 ,然而文献中对这些变换多表示为抽象的、一般 化的数学公式 ,实际工作中更关心的是光束参数 ,例如束宽、远场发散角和等相面曲率半径 , 以及光强分布的变 化规律。本文用矩阵方法研究了 AGSM 光束在自由空间中的传输规律 ,说明了扭曲参数和空间相关长度对光 束传输特性的影响 , 以及AGSM 光束参数和光强分布在自由空间中的变化规律。所得结果对研究有扭曲部分 相干光的传输特性有应用意义。 1 　AGSM 光束通过自由空间的传输公式 　　AGSM 光束的交叉谱密度函数可表示为[5 ] A 1 2 - 1 T 2 - 1 T 1 2 - 1 T Γ( r , r ) = exp { - [ r ( w ) r + r ( w ) r ] - ( r - r ) ( σ) ( r - r ) - 1 2 2 2 4 1