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

基于Dini展开的高阶Hankel变换及其在光束传输中的应用

游开明 林燕玲 王友文 陈列尊 戴志平 陆世专

引用本文:
Citation:

基于Dini展开的高阶Hankel变换及其在光束传输中的应用

游开明, 林燕玲, 王友文, 陈列尊, 戴志平, 陆世专

High order Hankel transform based on Dini expansion and its applications in beam propagation

You Kai-Ming, Lin Yan-Ling, Wang You-Wen, Chen Lie-Zun, Dai Zhi-Ping, Lu Shi-Zhuan
PDF
导出引用
  • 基于Dini级数展开, 导出了p(>0) 阶准离散Hankel变换(the pth-order quasi-discrete Hankel transform based on Dini series expansion, pDQDHT)算法, 并给出了该算法在光束传输中的应用. 通过不同输入函数分别对pDQDHT算法进行测试及光束通过透镜传输的应用实例, 结果表明: pDQDHT算法不仅精度高于现有的Hankel变换算法, 可以进行多次正、逆变换, 能广泛应用于光束分步传输问题, 而且执行速度也与一般的快速Hankel变换算法相当.
    Based on Dini series expansion, p(>0) order quasi discrete Hankel transform (pDQDHT) algorithm is deduced. The application of this algorithm in beam propagation is presented. pDQDHT algorithm is tested with various input functions and used in beam propagation through lens. Experimental results show that the pDQDHT algorithm possesses a high accuracy compared with existing Hankel transformation algorithms. The pDQDHT algorithm can be transformed forwardly and inversely and widely used in beam distribution of transmission. The implementing speed is comparable to that of general fast Hankel transform algorithm.
    • 基金项目: 湖南省自然科学基金(批准号: 12JJ6001, 11A018);湖南省重点学科建设项目和国家自然科学基金专项类项目(批准号: 11247313)资助 的课题.
    • Funds: Project supported by the Natural Science Foundation of Hunan Province, China (Grant Nos. 12JJ6001, 11A018), the Construct Program of the Key Discipline in Hunan Province, and the Special Funds of the National Natural Science Foundation of China (Grant No.11247313).
    [1]

    Du G H 1988 Acta Phys. Sin. 37 769 (in Chinese) [杜功焕 1988物理学报 37 769]

    [2]

    Yan C C, Xue G G, Liu C, Gao S M 2005 Acta Phys. Sin. 54 3058 (in Chinese) [闰长春, 薛国刚, 刘诚, 高淑梅 2005物理学报 54 3058]

    [3]

    Yang X J, Zang W P, Tian J G, Liu Z B, Zhou W Y, Zhang C P, Zhang G Y 2005 Acta Phys. Sin. 54 2735 (in Chinese) [杨新江, 臧维平, 田建国, 刘智波, 周文远, 张春平, 张光寅 2005物理学报 54 2735]

    [4]

    Chen G B, Wang H N, Yao J J, Han Z Y, Yang S W 2009 Acta Phys. Sin. 58 1608 (in Chinese) [陈桂波, 汪宏年, 姚敬金, 韩子夜, 杨守文 2009物理学报 58 1608]

    [5]

    Siegman E 1977 Opt. Lett. 1 13

    [6]

    Agrawal G P 1981 Opt. Lett. 6 171

    [7]

    Magni V, Cerulle G, De Silvestri S 1992 J. Opt. Soc. Am. A 9 2031

    [8]

    Agnesi A, Reali G C, Patrini G, Tomaselli A 1993 J. Opt. Soc. Am. A 10 1872

    [9]

    Ferrari J A 1995 J. Opt. Soc. Am. A 12 1812

    [10]

    Ferrari J A, Perciante D, Dubra A 1999 J. Opt. Soc. Am. A 16 2581

    [11]

    Perciante C D 2004 J. Opt. Soc. Am. A 2 1911

    [12]

    Markham J, Conchello A J 2003 J. Opt. Soc. Am. A 20 621

    [13]

    Knockaert L 2000 IEEE Trans. Signal Process. 48 1695

    [14]

    Liu Q H, Zhang Z Q 1999 Appl. Opt. 38 6705

    [15]

    Cerjan C 2007 J. Opt. Soc. Am. A 24 1609

    [16]

    Yu L, Huang M, Chen M, Chen W, Huang W, Zhu Z 1998 Opt. Lett. 23 409

    [17]

    Guizar-Sicairos M, Gutiérrez-Vega J C 2004 J. Opt. Soc. Am. A 21 53

    [18]

    You K M, Wen S C, Chen L Z, Wang Y W, Hu Y H 2009 Chin. Phys. B 18 3893

    [19]

    Wang Z, Gao C Q, Xin J T 2012 Acta Phys. Sin. 61 124209 (in Chinese) [王铮, 高春清, 辛璟焘 2012物理学报 61 124209]

    [20]

    Gutie'rrez-Vega J C, Rodríguez-Masegosa R, Cha'vez-Cerda S 2003 Pure Appl. Opt. 5 276

    [21]

    Zhang Q A, Wu F T, Zheng W T, Pu J X 2011 Sci. Sin. Phys. Mech. Astron. 41 1131 (in Chinese) [张前安, 吴逢铁, 郑维涛, 蒲继雄 2011中国科学: 物理学·力学·天文学 41 1131]

    [22]

    Arfken G B, Weber H J 2001 Mathematical Methods for Physicists (California: Harcourt-Academic)

    [23]

    Wolfram S 1991 Mathematica: A System for Doing Mathematics by Computer (Massachusetts: Addison-Wesley)

  • [1]

    Du G H 1988 Acta Phys. Sin. 37 769 (in Chinese) [杜功焕 1988物理学报 37 769]

    [2]

    Yan C C, Xue G G, Liu C, Gao S M 2005 Acta Phys. Sin. 54 3058 (in Chinese) [闰长春, 薛国刚, 刘诚, 高淑梅 2005物理学报 54 3058]

    [3]

    Yang X J, Zang W P, Tian J G, Liu Z B, Zhou W Y, Zhang C P, Zhang G Y 2005 Acta Phys. Sin. 54 2735 (in Chinese) [杨新江, 臧维平, 田建国, 刘智波, 周文远, 张春平, 张光寅 2005物理学报 54 2735]

    [4]

    Chen G B, Wang H N, Yao J J, Han Z Y, Yang S W 2009 Acta Phys. Sin. 58 1608 (in Chinese) [陈桂波, 汪宏年, 姚敬金, 韩子夜, 杨守文 2009物理学报 58 1608]

    [5]

    Siegman E 1977 Opt. Lett. 1 13

    [6]

    Agrawal G P 1981 Opt. Lett. 6 171

    [7]

    Magni V, Cerulle G, De Silvestri S 1992 J. Opt. Soc. Am. A 9 2031

    [8]

    Agnesi A, Reali G C, Patrini G, Tomaselli A 1993 J. Opt. Soc. Am. A 10 1872

    [9]

    Ferrari J A 1995 J. Opt. Soc. Am. A 12 1812

    [10]

    Ferrari J A, Perciante D, Dubra A 1999 J. Opt. Soc. Am. A 16 2581

    [11]

    Perciante C D 2004 J. Opt. Soc. Am. A 2 1911

    [12]

    Markham J, Conchello A J 2003 J. Opt. Soc. Am. A 20 621

    [13]

    Knockaert L 2000 IEEE Trans. Signal Process. 48 1695

    [14]

    Liu Q H, Zhang Z Q 1999 Appl. Opt. 38 6705

    [15]

    Cerjan C 2007 J. Opt. Soc. Am. A 24 1609

    [16]

    Yu L, Huang M, Chen M, Chen W, Huang W, Zhu Z 1998 Opt. Lett. 23 409

    [17]

    Guizar-Sicairos M, Gutiérrez-Vega J C 2004 J. Opt. Soc. Am. A 21 53

    [18]

    You K M, Wen S C, Chen L Z, Wang Y W, Hu Y H 2009 Chin. Phys. B 18 3893

    [19]

    Wang Z, Gao C Q, Xin J T 2012 Acta Phys. Sin. 61 124209 (in Chinese) [王铮, 高春清, 辛璟焘 2012物理学报 61 124209]

    [20]

    Gutie'rrez-Vega J C, Rodríguez-Masegosa R, Cha'vez-Cerda S 2003 Pure Appl. Opt. 5 276

    [21]

    Zhang Q A, Wu F T, Zheng W T, Pu J X 2011 Sci. Sin. Phys. Mech. Astron. 41 1131 (in Chinese) [张前安, 吴逢铁, 郑维涛, 蒲继雄 2011中国科学: 物理学·力学·天文学 41 1131]

    [22]

    Arfken G B, Weber H J 2001 Mathematical Methods for Physicists (California: Harcourt-Academic)

    [23]

    Wolfram S 1991 Mathematica: A System for Doing Mathematics by Computer (Massachusetts: Addison-Wesley)

  • [1] 刘永欣, 陈子阳, 蒲继雄. 随机电磁高阶Bessel-Gaussian光束在海洋湍流中的传输特性. 物理学报, 2017, 66(12): 124205. doi: 10.7498/aps.66.124205
    [2] 程秋虎, 王石语, 过振, 蔡德芳, 李兵斌. 超高斯光束抽运调Q固体激光器仿真模型研究. 物理学报, 2017, 66(18): 180204. doi: 10.7498/aps.66.180204
    [3] 张磊, 陈子阳, 崔省伟, 刘绩林, 蒲继雄. 非均匀部分相干光束在自由空间中的传输. 物理学报, 2015, 64(3): 034205. doi: 10.7498/aps.64.034205
    [4] 罗朝明, 陈世祯, 凌晓辉, 张进, 罗海陆. 高阶邦加球上柱矢量光束的变换. 物理学报, 2014, 63(15): 154203. doi: 10.7498/aps.63.154203
    [5] 李晓庆, 季小玲, 朱建华. 大气湍流中光束的高阶强度矩. 物理学报, 2013, 62(4): 044217. doi: 10.7498/aps.62.044217
    [6] 陆大全, 胡巍. 椭圆响应强非局域非线性介质中的二维异步分数傅里叶变换及光束传输特性. 物理学报, 2013, 62(8): 084211. doi: 10.7498/aps.62.084211
    [7] 王铮, 高春清, 辛璟焘. 高阶矢量光束高数值孔径聚焦特性的研究. 物理学报, 2012, 61(12): 124209. doi: 10.7498/aps.61.124209
    [8] 周国泉. 高斯涡旋光束的光束传输因子和峭度参数. 物理学报, 2012, 61(17): 174102. doi: 10.7498/aps.61.174102
    [9] 丁攀峰, 蒲继雄. 拉盖尔高斯涡旋光束的传输. 物理学报, 2011, 60(9): 094204. doi: 10.7498/aps.60.094204
    [10] 李少华, 杨振军, 陆大全, 胡巍. 厄米-高斯光束在热非局域介质中传输的数值模拟研究. 物理学报, 2011, 60(2): 024214. doi: 10.7498/aps.60.024214
    [11] 赵兴海, 胡建平, 高杨, 潘峰, 马平. 真空条件下激光诱导光纤损伤特性研究. 物理学报, 2010, 59(6): 3917-3923. doi: 10.7498/aps.59.3917
    [12] 邓小玖, 汪国安, 刘彩霞, 赖传伟. 非傍轴矢量光束二阶矩的发散特性. 物理学报, 2009, 58(12): 8260-8263. doi: 10.7498/aps.58.8260
    [13] 周国泉. 洛伦兹光束经光阑失调傍轴光学系统的传输. 物理学报, 2009, 58(9): 6185-6191. doi: 10.7498/aps.58.6185
    [14] 周国泉. 洛伦兹光束的传输特性研究. 物理学报, 2008, 57(6): 3494-3498. doi: 10.7498/aps.57.3494
    [15] 李建龙, 吕百达. 线偏振高斯光束通过条形浮雕光栅的传输. 物理学报, 2007, 56(10): 5778-5783. doi: 10.7498/aps.56.5778
    [16] 周国泉. 任意线偏振高斯光束的非傍轴传输. 物理学报, 2005, 54(10): 4710-4717. doi: 10.7498/aps.54.4710
    [17] 高曾辉, 吕百达. 矢量非傍轴离轴高斯光束的传输. 物理学报, 2005, 54(11): 5144-5148. doi: 10.7498/aps.54.5144
    [18] 周国泉. 非傍轴矢量高斯光束的传输. 物理学报, 2005, 54(4): 1572-1577. doi: 10.7498/aps.54.1572
    [19] 阮怀林, 万宝年, 张先梅, 刘建坤. 用勒让德级数处理Abel变换. 物理学报, 2001, 50(12): 2393-2397. doi: 10.7498/aps.50.2393
    [20] 徐文兰, 李荫远. 面心立方格子上Ising自旋Ⅰ(1)的反铁磁性——配分函数的级数展开法. 物理学报, 1981, 30(12): 1624-1636. doi: 10.7498/aps.30.1624
计量
  • 文章访问数:  5314
  • PDF下载量:  578
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-02-02
  • 修回日期:  2013-03-30
  • 刊出日期:  2013-07-05

/

返回文章
返回