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圆环孔径衍射高斯光束远场发散角研究

王超 董科研 江伦 安岩

王超, 董科研, 江伦, 安岩. 圆环孔径衍射高斯光束远场发散角研究[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3634-3638.
引用本文: 王超, 董科研, 江伦, 安岩. 圆环孔径衍射高斯光束远场发散角研究[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3634-3638.
Wang Chao, Dong Keyan, Jiang Lun, An Yan. Far-field divergence for Gaussian beam under annular aperture diffraction[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(12): 3634-3638.
Citation: Wang Chao, Dong Keyan, Jiang Lun, An Yan. Far-field divergence for Gaussian beam under annular aperture diffraction[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(12): 3634-3638.

圆环孔径衍射高斯光束远场发散角研究

基金项目: 

国家自然科学基金重大研究计划(91338116)

详细信息
    作者简介:

    王超(1986-),女,讲师,博士,主要研究方向为光学系统设计和光通信技术。Email:Nicklo19992009@163.com

  • 中图分类号: O436.1;TN929. 11

Far-field divergence for Gaussian beam under annular aperture diffraction

  • 摘要: 基于夫琅禾费衍射理论,通过对衍射积分的核函数进行近似,推导并得出了简洁的经圆环形孔径衍射的高斯光束远场发散角的近似解析式。在不同衍射孔径外径和不同遮拦比的条件下,将该解析式与严格的夫琅禾费衍射积分进行比较,发现二者求出的远场发散角接近一致,最大误差不超过2.7%。与传统数值积分求取光束发散角相比,该近似解析式在避免繁琐的积分运算同时保持了较高的精度。该解析式成立条件为高斯光束的束腰直径大于等于3.5倍中心遮拦直径,且小于等于孔径直径;在实际工程应用中,特别是具有大口径、小遮拦比特点的空间激光通信光学天线这一应用场景,该条件一般能够被满足。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-04-13
  • 修回日期:  2015-05-15
  • 刊出日期:  2015-12-25

圆环孔径衍射高斯光束远场发散角研究

    作者简介:

    王超(1986-),女,讲师,博士,主要研究方向为光学系统设计和光通信技术。Email:Nicklo19992009@163.com

基金项目:

国家自然科学基金重大研究计划(91338116)

  • 中图分类号: O436.1;TN929. 11

摘要: 基于夫琅禾费衍射理论,通过对衍射积分的核函数进行近似,推导并得出了简洁的经圆环形孔径衍射的高斯光束远场发散角的近似解析式。在不同衍射孔径外径和不同遮拦比的条件下,将该解析式与严格的夫琅禾费衍射积分进行比较,发现二者求出的远场发散角接近一致,最大误差不超过2.7%。与传统数值积分求取光束发散角相比,该近似解析式在避免繁琐的积分运算同时保持了较高的精度。该解析式成立条件为高斯光束的束腰直径大于等于3.5倍中心遮拦直径,且小于等于孔径直径;在实际工程应用中,特别是具有大口径、小遮拦比特点的空间激光通信光学天线这一应用场景,该条件一般能够被满足。

English Abstract

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