艾里光束的远场特性及其演化规律

程振; 楚兴春; 赵尚弘; 邓博于; 张曦文

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艾里光束的远场特性及其演化规律

程振, 楚兴春, 赵尚弘, 邓博于, 张曦文

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程振, 楚兴春, 赵尚弘, 邓博于, 张曦文. 艾里光束的远场特性及其演化规律[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2906-2911.

引用本文:

程振, 楚兴春, 赵尚弘, 邓博于, 张曦文. 艾里光束的远场特性及其演化规律[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2906-2911.

Cheng Zhen, Chu Xingchun, Zhao Shanghong, Deng Boyu, Zhang Xiwen. Propagation characteristics in the far-field and evolution regular of Airy beam[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(10): 2906-2911.

Citation:

Cheng Zhen, Chu Xingchun, Zhao Shanghong, Deng Boyu, Zhang Xiwen. Propagation characteristics in the far-field and evolution regular of Airy beam[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(10): 2906-2911.

艾里光束的远场特性及其演化规律

1.
空军工程大学信息与导航学院,陕西西安 710000

详细信息

作者简介:
程振(1991-),男,硕士生,主要从事空间激光通信方面的研究。Email:2008cheng.2008@163.com;赵尚弘(1964-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事空间激光通信方面的研究。Email:zhaoshangh@aliyun.com

程振(1991-),男,硕士生,主要从事空间激光通信方面的研究。Email:2008cheng.2008@163.com;赵尚弘(1964-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事空间激光通信方面的研究。Email:zhaoshangh@aliyun.com

中图分类号: O436

Propagation characteristics in the far-field and evolution regular of Airy beam

1.
Institute of Information and Navigation,Air Force Engineering University,Xi'an 710000,China

摘要: 从艾里光束的理论基础出发,详细研究了艾里光束的远场传输特性,包括场强分布、光斑直径和桶中功率(Power in the Bucket,PIB)的演化过程。探讨了场强分布随截断因子a和任意横向刻度x0的变化规律,以及a和x0对艾里光束保持无衍射性质传输的距离(Distance with Keeping Non-diffraction,DKNd)、演化成类高斯分布的距离(Distance in which the Evolution became similar Guassian,DEG)和自弯曲程度(Self-bending Degree,SbD)的影响。研究发现:场强分布在演化成类高斯分布过程中,DKNd、DEG和SbD都随着x0的增大而增大,DKNd和DEG随a的增大而减小,a对SbD无影响。研究了艾里光束的光斑直径和PIB的演化规律, 发现在a值不同的情况下,在传输过程中光斑直径先保持不变后增加,PIB先减小后增大,最终等于0.76。
- 艾里光束 /
- 场强分布 /
- 光斑直径 /
- 桶中功率
Abstract: The propagation characteristics of Airy beam in the far-field were detailly studied, which start with the theoretical foundation, including the evolution process of intensity distribution, spot diameter and Power in the Bucket(PIB). The change regular of intensity distribution was investigated with the truncation factor a and the arbitrary scale in the transverse x0 and how do a and x0 influence the propagation Distance with Keeping Non-diffraction(DKNd), the Distance in which the Evolution became similar Guassian(DEG) and Self-bending Degree(SbD). The research shows that in the evolution process of intensity distribution which transforms into similar Guassian, the DKNd, DEG and SbD increase with the increase of x0, the DKNd and DEG decrease with the increase of a and a has no effect on SbD. The evolution regular of spot diameter and PIB was also researched. The research shows that the spot diameter fistly remain unchanged and then increases, PIB firstly decreases, then increases and is 0.76 finally in the propagation progress under different values of a.
- Airy beam /
- intensity distribution /
- spot diameter /
- PIB

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艾里光束的远场特性及其演化规律

1. 空军工程大学信息与导航学院,陕西西安 710000

作者简介:
程振(1991-),男,硕士生,主要从事空间激光通信方面的研究。Email:2008cheng.2008@163.com;赵尚弘(1964-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事空间激光通信方面的研究。Email:zhaoshangh@aliyun.com

程振(1991-),男,硕士生,主要从事空间激光通信方面的研究。Email:2008cheng.2008@163.com;赵尚弘(1964-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事空间激光通信方面的研究。Email:zhaoshangh@aliyun.com

收稿日期: 2015-02-05
修回日期: 2015-03-09
刊出日期: 2015-10-25

中图分类号: O436

关键词:

摘要: 从艾里光束的理论基础出发,详细研究了艾里光束的远场传输特性,包括场强分布、光斑直径和桶中功率(Power in the Bucket,PIB)的演化过程。探讨了场强分布随截断因子a和任意横向刻度x0的变化规律,以及a和x0对艾里光束保持无衍射性质传输的距离(Distance with Keeping Non-diffraction,DKNd)、演化成类高斯分布的距离(Distance in which the Evolution became similar Guassian,DEG)和自弯曲程度(Self-bending Degree,SbD)的影响。研究发现:场强分布在演化成类高斯分布过程中,DKNd、DEG和SbD都随着x0的增大而增大,DKNd和DEG随a的增大而减小,a对SbD无影响。研究了艾里光束的光斑直径和PIB的演化规律, 发现在a值不同的情况下,在传输过程中光斑直径先保持不变后增加,PIB先减小后增大,最终等于0.76。