搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

高斯光束经表面有缺陷的厚非线性介质的传输特性

苏倩倩 张国文 蒲继雄

引用本文:
Citation:

高斯光束经表面有缺陷的厚非线性介质的传输特性

苏倩倩, 张国文, 蒲继雄

The propagation characteristics of a Gaussian beam passing through the thick nonlinear medium with defects

Su Qian-Qian, Zhang Guo-Wen, Pu Ji-Xiong
PDF
导出引用
  • 光学元件上存在的缺陷会对传输光束产生局域振幅和位相调制. 基于衍射理论模型和分步傅里叶算法,模拟分析了高斯光束经过表面有缺陷的非线性介质的传输过程中于介质内及从介质出射后在自由空气的传输特性, 并详细研究了在厚介质前表面有缺陷的情况下,介质中和自由空气中的光强分布演化规律. 研究表明,介质厚度越长、介质的非线性折射率越大,光束整体聚焦越厉害, 聚焦点离介质后表面越近.光束受调制点的位置离中心越近,光束分裂成丝产生的局部光强越大, 且介质表面存在缺陷将使通过的光束在介质后表面处产生一个很大的光强, 相位调制型缺陷产生的这一光强点比振幅调制型缺陷产生的光强点更强.
    The defects unavoidably existing on the optical component will modulate the phase and the amplitude of the beam propagation in the system. Based on the Fresnel diffractiond and split-step Fourier method, the two-dimensional intensity distributions of the Gaussion beam propagation in the nonlinear medium and the free space are simulated. And the intensity distributions of the beam propagation in the medium and the free space are also studied in the case where there exist defects on the front surface of thick medium. It is shown that the thicker the medium and the lager the nonlinear index of refraction, the stronger the beam focus and the closer to the medium surface the focal position is. The defects on the medium surface will lead to a strong beam intensity near the rear surface of the medium. And the intensity generated by the phase modulated defects is stronger than by the amplitude modulated defects.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60977068, 61178015) 和高功率激光物理重点实验室开放基金(批准号: SG-001102)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60977068, 61178015) and the Open Foundation of the National Laboratory on High Power Laser and Physics, China (Grant No. SG-001102).
    [1]

    Wen S C, Fan D Y 2001 Chinese J. Lasers 28 1066 (in Chinese) [文双春, 范滇元 2001 中国激光 28 1066]

    [2]

    Wen S C, Fan D Y 2001 Acta Opt. Sin. 21 1330 (in Chinese) [文双春, 范滇元 2001 光学学报 21 1330]

    [3]

    Lin X D, Wang X, Li D Y 2002 Chinese J. Lasers 29 418 [林小东, 王逍, 李大义 2002 中国激光 29 418]

    [4]

    Gu Y L, Zhu J Q 2006 Acta Opt. Sin. 26 1734 (in Chinese) [顾亚龙, 朱健强 2006 光学学报 26 1734]

    [5]

    Zhang B, Lü B D 1999 Laser Technol. 23 106 (in Chinese) [张彬, 吕百达 1999 激光技术 23 106]

    [6]

    Fleck J A, Morris J R, Bliss E S 1987 Quantum Electronics 14 353

    [7]

    Wang Y W, Hu Y H, Wen S C 2007 Acta Phys. Sin. 56 5855 (in Chinese) [王友文, 胡勇华, 文双春 2007 物理学报 56 5855]

    [8]

    Wang Y W, Deng J Q, Wen S C 2009 Acta Phys. Sin. 58 1738 (in Chinese) [王友文, 邓剑钦, 文双春 2009 物理学报 58 1738]

    [9]

    Zhou W Y, Tian J G, Zang W P 2002 Acta Phys. Sin. 51 2623 (in Chinese) [周文远, 田建国, 臧维平 2002 物理学报 51 2023]

    [10]

    Zang W P, Tian J G, Zhang G Y 1994 Acta Phys. Sin. 43 476 (in Chinese) [臧维平, 田建国, 张光寅 1994 物理学报 43 476]

    [11]

    Hu P, Chen F L 2005 High Power Laser and Particle Beams 17 961 (in Chinese) [胡鹏, 陈发良 2005 强激光与粒子束 17 961]

    [12]

    Neauport J, Lamaignere L, Bercegol H, Pilon F, Birolleau J C 2005 Opt. Express 13 10163

    [13]

    Mainguy S, Tovena-Pecault I, Le Garrec B 2005 Proc. SPIE 5991 59910G-1-9

    [14]

    Zhou L D, Su J Q, Li P 2011 Acta Phys. Sin. 60 024202 (in Chinese) [周丽丹, 粟敬钦, 李平 2011 物理学报 60 024202]

    [15]

    Bespalov V I, Talanov V I 1966 JETP Lett. 3 307

    [16]

    Xie L P, Su J Q, Jing F 2004 High Power Laser and Particle Beam 16 1001 (in Chinese) [谢良平, 粟敬钦, 景峰 2004 强激光与粒子束 16 1001]

    [17]

    Ye P X 2007 Nonlinear Optical Physics (1) (Beijing: Peking University Press) (in Chinese) [叶佩弦 2007 非线性光学物理 (1) (北京:北京大学出版社)]

    [18]

    He K N, Deng L G 2003 High Power Laser and Particle Beams 15 940 (in Chinese) [何坤娜, 邓罗根 2003 强激光与粒子束 15 940]

    [19]

    Tao H, Zhang G W, Pu J X 2011 Acta Opt. Sin. 31 100411 (in Chinese) [陶华, 张国文, 蒲继雄 2011 光学学报 31 100411]

    [20]

    Dai M K, Xu D Y 1997 Acta Photonica Sinica 17 351 (in Chinese) [戴名奎, 徐德衍 1997 光子学报 17 351]

  • [1]

    Wen S C, Fan D Y 2001 Chinese J. Lasers 28 1066 (in Chinese) [文双春, 范滇元 2001 中国激光 28 1066]

    [2]

    Wen S C, Fan D Y 2001 Acta Opt. Sin. 21 1330 (in Chinese) [文双春, 范滇元 2001 光学学报 21 1330]

    [3]

    Lin X D, Wang X, Li D Y 2002 Chinese J. Lasers 29 418 [林小东, 王逍, 李大义 2002 中国激光 29 418]

    [4]

    Gu Y L, Zhu J Q 2006 Acta Opt. Sin. 26 1734 (in Chinese) [顾亚龙, 朱健强 2006 光学学报 26 1734]

    [5]

    Zhang B, Lü B D 1999 Laser Technol. 23 106 (in Chinese) [张彬, 吕百达 1999 激光技术 23 106]

    [6]

    Fleck J A, Morris J R, Bliss E S 1987 Quantum Electronics 14 353

    [7]

    Wang Y W, Hu Y H, Wen S C 2007 Acta Phys. Sin. 56 5855 (in Chinese) [王友文, 胡勇华, 文双春 2007 物理学报 56 5855]

    [8]

    Wang Y W, Deng J Q, Wen S C 2009 Acta Phys. Sin. 58 1738 (in Chinese) [王友文, 邓剑钦, 文双春 2009 物理学报 58 1738]

    [9]

    Zhou W Y, Tian J G, Zang W P 2002 Acta Phys. Sin. 51 2623 (in Chinese) [周文远, 田建国, 臧维平 2002 物理学报 51 2023]

    [10]

    Zang W P, Tian J G, Zhang G Y 1994 Acta Phys. Sin. 43 476 (in Chinese) [臧维平, 田建国, 张光寅 1994 物理学报 43 476]

    [11]

    Hu P, Chen F L 2005 High Power Laser and Particle Beams 17 961 (in Chinese) [胡鹏, 陈发良 2005 强激光与粒子束 17 961]

    [12]

    Neauport J, Lamaignere L, Bercegol H, Pilon F, Birolleau J C 2005 Opt. Express 13 10163

    [13]

    Mainguy S, Tovena-Pecault I, Le Garrec B 2005 Proc. SPIE 5991 59910G-1-9

    [14]

    Zhou L D, Su J Q, Li P 2011 Acta Phys. Sin. 60 024202 (in Chinese) [周丽丹, 粟敬钦, 李平 2011 物理学报 60 024202]

    [15]

    Bespalov V I, Talanov V I 1966 JETP Lett. 3 307

    [16]

    Xie L P, Su J Q, Jing F 2004 High Power Laser and Particle Beam 16 1001 (in Chinese) [谢良平, 粟敬钦, 景峰 2004 强激光与粒子束 16 1001]

    [17]

    Ye P X 2007 Nonlinear Optical Physics (1) (Beijing: Peking University Press) (in Chinese) [叶佩弦 2007 非线性光学物理 (1) (北京:北京大学出版社)]

    [18]

    He K N, Deng L G 2003 High Power Laser and Particle Beams 15 940 (in Chinese) [何坤娜, 邓罗根 2003 强激光与粒子束 15 940]

    [19]

    Tao H, Zhang G W, Pu J X 2011 Acta Opt. Sin. 31 100411 (in Chinese) [陶华, 张国文, 蒲继雄 2011 光学学报 31 100411]

    [20]

    Dai M K, Xu D Y 1997 Acta Photonica Sinica 17 351 (in Chinese) [戴名奎, 徐德衍 1997 光子学报 17 351]

  • [1] 范钰婷, 朱恩旭, 赵超樱, 谭维翰. 基于电光晶体平板部分相位调制动态产生涡旋光束. 物理学报, 2022, 0(0): . doi: 10.7498/aps.71.20220835
    [2] 李海鹏, 周佳升, 吉炜, 杨自强, 丁慧敏, 张子韬, 沈晓鹏, 韩奎. 边界对石墨烯量子点非线性光学性质的影响. 物理学报, 2021, 70(5): 057801. doi: 10.7498/aps.70.20201643
    [3] 罗文, 陈天江, 张飞舟, 邹凯, 安建祝, 张建柱. 基于阶梯相位调制的窄谱激光主动照明均匀性. 物理学报, 2021, 70(15): 154207. doi: 10.7498/aps.70.20210228
    [4] 白瑞雪, 杨珏晗, 魏大海, 魏钟鸣. 低维半导体材料在非线性光学领域的研究进展. 物理学报, 2020, 69(18): 184211. doi: 10.7498/aps.69.20200206
    [5] 张熙程, 方龙杰, 庞霖. 强散射过程中基于奇异值分解的光学传输矩阵优化方法. 物理学报, 2018, 67(10): 104202. doi: 10.7498/aps.67.20172688
    [6] 杜军, 杨娜, 李峻灵, 曲彦臣, 李世明, 丁云鸿, 李锐. 相位调制激光多普勒频移测量方法的改进. 物理学报, 2018, 67(6): 064204. doi: 10.7498/aps.67.20172049
    [7] 关佳, 顾翊晟, 朱成杰, 羊亚平. 利用相干制备的三能级原子介质实现低噪声弱光相位操控. 物理学报, 2017, 66(2): 024205. doi: 10.7498/aps.66.024205
    [8] 邓俊鸿, 李贵新. 非线性光学超构表面. 物理学报, 2017, 66(14): 147803. doi: 10.7498/aps.66.147803
    [9] 刘雅坤, 王小林, 粟荣涛, 马鹏飞, 张汉伟, 周朴, 司磊. 相位调制信号对窄线宽光纤放大器线宽特性和受激布里渊散射阈值的影响. 物理学报, 2017, 66(23): 234203. doi: 10.7498/aps.66.234203
    [10] 袁强, 赵文轩, 马睿, 张琛, 赵伟, 王爽, 冯晓强, 王凯歌, 白晋涛. 基于偏振光相位调制的超衍射极限空间结构光研究. 物理学报, 2017, 66(11): 110201. doi: 10.7498/aps.66.110201
    [11] 张洋, 李婷, 袁晓东, 熊召, 徐旭, 叶朗, 周海, 张彬. KDP晶体相位匹配角理论预测模型及其验证分析. 物理学报, 2015, 64(2): 024213. doi: 10.7498/aps.64.024213
    [12] 杜军, 赵卫疆, 曲彦臣, 陈振雷, 耿利杰. 基于相位调制器与Fabry-Perot干涉仪的激光多普勒频移测量方法. 物理学报, 2013, 62(18): 184206. doi: 10.7498/aps.62.184206
    [13] 王雨雷, 张昀, 付万琴, 吕志伟, 周宇, 邓青华, 丁磊. 复杂激光系统中平板光学元件的调频-调幅效应的研究. 物理学报, 2012, 61(10): 104206. doi: 10.7498/aps.61.104206
    [14] 罗博文, 董建绩, 王晓, 黄德修, 张新亮. 基于相位调制和线性滤波的多信道多功能光学微分器. 物理学报, 2012, 61(9): 094213. doi: 10.7498/aps.61.094213
    [15] 马阎星, 王小林, 周朴, 马浩统, 赵海川, 许晓军, 司磊, 刘泽金, 赵伊君. 大气湍流对多抖动法相干合成技术中相位调制信号的影响. 物理学报, 2011, 60(9): 094211. doi: 10.7498/aps.60.094211
    [16] 赵磊, 隋展, 朱启华, 张颖, 左言磊. 分步傅里叶法求解广义非线性薛定谔方程的改进及精度分析. 物理学报, 2009, 58(7): 4731-4737. doi: 10.7498/aps.58.4731
    [17] 蔡冬梅, 凌 宁, 姜文汉. 纯相位液晶空间光调制器拟合泽尼克像差性能分析. 物理学报, 2008, 57(2): 897-903. doi: 10.7498/aps.57.897
    [18] 朱常兴, 冯焱颖, 叶雄英, 周兆英, 周永佳, 薛洪波. 利用原子干涉仪的相位调制进行绝对转动测量. 物理学报, 2008, 57(2): 808-815. doi: 10.7498/aps.57.808
    [19] 汪丽蓉, 马 杰, 张临杰, 肖连团, 贾锁堂. 基于振幅调制的超冷铯原子高分辨光缔合光谱的实验研究. 物理学报, 2007, 56(11): 6373-6377. doi: 10.7498/aps.56.6373
    [20] 梁小蕊, 赵 波, 周志华. 几种香豆素衍生物分子的二阶非线性光学性质的从头算研究. 物理学报, 2006, 55(2): 723-728. doi: 10.7498/aps.55.723
计量
  • 文章访问数:  4352
  • PDF下载量:  915
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-10-25
  • 修回日期:  2011-11-28
  • 刊出日期:  2012-07-05

高斯光束经表面有缺陷的厚非线性介质的传输特性

  • 1. 华侨大学信息科学与工程学院, 厦门 361021;
  • 2. 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室, 上海 201800
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60977068, 61178015) 和高功率激光物理重点实验室开放基金(批准号: SG-001102)资助的课题.

摘要: 光学元件上存在的缺陷会对传输光束产生局域振幅和位相调制. 基于衍射理论模型和分步傅里叶算法,模拟分析了高斯光束经过表面有缺陷的非线性介质的传输过程中于介质内及从介质出射后在自由空气的传输特性, 并详细研究了在厚介质前表面有缺陷的情况下,介质中和自由空气中的光强分布演化规律. 研究表明,介质厚度越长、介质的非线性折射率越大,光束整体聚焦越厉害, 聚焦点离介质后表面越近.光束受调制点的位置离中心越近,光束分裂成丝产生的局部光强越大, 且介质表面存在缺陷将使通过的光束在介质后表面处产生一个很大的光强, 相位调制型缺陷产生的这一光强点比振幅调制型缺陷产生的光强点更强.

English Abstract

参考文献 (20)

目录

    /

    返回文章
    返回