矢量非傍轴厄米-拉盖尔-高斯光束的光束质量

康小平; 何  仲; 吕百达

doi:10.7498/aps.55.4569

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矢量非傍轴厄米-拉盖尔-高斯光束的光束质量

康小平 , 何仲 , 吕百达

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唯象论的经典领域

矢量非傍轴厄米-拉盖尔-高斯光束的光束质量

康小平, 何仲, 吕百达

物理学报, 2006, 55(9): 4569-4574.

doi: 10.7498/aps.55.4569

The beam quality of vectorial nonparaxial Hermite-Laguerre-Gaussian beams

Kang Xiao-Ping, He Zhong, Lü Bai-Da

Acta Phys. Sin., 2006, 55(9): 4569-4574.

doi: 10.7498/aps.55.4569

摘要
基于矢量Rayleigh-Sommerfeld衍射积分，推导出矢量非傍轴圆偏振厄米-拉盖尔-高斯(HLG)光束的远场解析表达式.矢量非傍轴圆偏振高斯光束可作为一般公式的特例给出.将桶中功率(PIB)概念推广到非傍轴范畴，用以描述矢量非傍轴光束的远场光束质量，其中光强用时间平均坡印廷矢量的z分量取代.数值计算和分析表明，矢量非傍轴HLG光束的PIB不仅与束腰宽度与波长之比w0/λ有关，而且还与α参数，模指数n和m以及所取桶的尺寸有关.

关键词:
矢量非傍轴厄米-拉盖尔-高斯光束 /

矢量Rayleigh-Sommerfeld衍射积分 /

桶中功率
Abstract
Based on the vectorial Rayleigh-Sommerfeld diffraction integrals, the closed-form expressions of vectorial nonparaxial circularly polarized Hermite-Laguerre-Gaussian (HLG) beams in the far-field are derived. The vectorial nonparaxial circularly polarized Gaussian beam is treated as a special case of our general formulae. The power in the bucket (PIB) is extended to the nonparaxial regime, where the intensity is replaced by the z component of the time-averaged Poynting vector, and used to characterize the beam quality of nonparaxial beams in the far field. Numerical calculation and analysis show the dependence of the PIB of vectorial nonparaxial HLG beams on the waist width-to-wavelength ratio w0/λ, as well as on the parameter α, mode indexes n and m, and bucket's size chosen.

Keywords:
vectorial nonparaxial Hermite-Laguerre-Gaussian (HLG) beam /

vectorial Rayleigh-Sommerfeld diffraction integrals /

power in the bucket (PIB)
作者及机构信息
康小平³,

何仲¹,

吕百达²

(1)琼州大学物理系，五指山 572200; (2)四川大学激光物理与化学研究所,成都 610064; (3)四川大学激光物理与化学研究所,成都 610064;琼州大学物理系，五指山 572200

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10574097)和海南省自然科学基金(批准号:80598)资助的课题.
Authors and contacts
Kang Xiao-Ping³,

He Zhong¹,

Lü Bai-Da²

(1)琼州大学物理系，五指山 572200; (2)四川大学激光物理与化学研究所,成都 610064; (3)四川大学激光物理与化学研究所,成都 610064;琼州大学物理系，五指山 572200
参考文献

施引文献

[1]	朱雪松, 刘星雨, 张岩. 涡旋光束在双拉盖尔-高斯旋转腔中的非互易传输. 物理学报, 2022, 71(15): 150701. doi: 10.7498/aps.71.20220191
[2]	于涛, 夏辉, 樊志华, 谢文科, 张盼, 刘俊圣, 陈欣. 贝塞尔-高斯涡旋光束相干合成研究. 物理学报, 2018, 67(13): 134203. doi: 10.7498/aps.67.20180325
[3]	江月松, 王帅会, 欧军, 唐华. 基于拉盖尔-高斯光束的通信系统在非Kolmogorov湍流中传输的系统容量. 物理学报, 2013, 62(21): 214201. doi: 10.7498/aps.62.214201
[4]	丁攀峰, 蒲继雄. 离轴拉盖尔-高斯涡旋光束传输中的光斑演变. 物理学报, 2012, 61(6): 064103. doi: 10.7498/aps.61.064103
[5]	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
[6]	崔学才, 连校许, 吕百达. 拉盖尔-高斯光束傍轴度的变化. 物理学报, 2011, 60(10): 104203. doi: 10.7498/aps.60.104203
[7]	邓小玖, 牛国鉴, 刘彩霞, 肖苏. 非傍轴高斯光束传输特性的研究. 物理学报, 2011, 60(9): 094202. doi: 10.7498/aps.60.094202
[8]	黎昌金, 吕百达. 非傍轴部分相干厄米-高斯光束的相干和非相干合成. 物理学报, 2009, 58(9): 6192-6201. doi: 10.7498/aps.58.6192
[9]	戴继慧, 郭旗. 非局域非线性介质中光束传输的拉盖尔-高斯变分解. 物理学报, 2008, 57(8): 5001-5006. doi: 10.7498/aps.57.5001
[10]	白东峰, 郭旗, 胡巍. 非局域克尔介质中厄米高斯光束传输的变分研究. 物理学报, 2008, 57(9): 5684-5689. doi: 10.7498/aps.57.5684
[11]	李建龙, 吕百达. 非傍轴矢量高斯光束单缝衍射的严格理论. 物理学报, 2008, 57(6): 3481-3485. doi: 10.7498/aps.57.3481
[12]	王宁, 陆雨田, 李晓莉, 焦志勇. InnoSlab混合腔输出光束质量的理论研究. 物理学报, 2008, 57(9): 5632-5638. doi: 10.7498/aps.57.5632
[13]	曹京晓, 胡巍, 罗海陆, 杨湘波. 傍轴光束在单轴左手介质中传输的矢量性质. 物理学报, 2007, 56(4): 2131-2138. doi: 10.7498/aps.56.2131
[14]	康小平, 吕百达. 非傍轴矢量拉盖尔-高斯光束的二阶矩表示. 物理学报, 2006, 55(9): 4563-4568. doi: 10.7498/aps.55.4563
[15]	张霞萍, 郭旗. 强非局域非线性介质中光束传输的厄米高斯解. 物理学报, 2005, 54(7): 3178-3182. doi: 10.7498/aps.54.3178
[16]	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
[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]	陆大全, 胡巍, 杨振军, 郑一周. 单周期以上超短脉冲光束在自由空间中的矢量非傍轴传输方法. 物理学报, 2004, 53(4): 1063-1069. doi: 10.7498/aps.53.1063
[19]	刘普生, 吕百达. 非傍轴矢量高斯光束的圆屏衍射. 物理学报, 2004, 53(11): 3724-3728. doi: 10.7498/aps.53.3724
[20]	罗海陆, 胡　巍, 易煦农, 朱　静. 傍轴光束在单轴晶体中传输的矢量性质. 物理学报, 2004, 53(9): 2947-2952. doi: 10.7498/aps.53.2947

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物理学报. 2006, 55(9): 4569-4574.

doi: 10.7498/aps.55.4569.

矢量非傍轴厄米-拉盖尔-高斯光束的光束质量

1. (1)琼州大学物理系，五指山 572200; (2)四川大学激光物理与化学研究所,成都 610064; (3)四川大学激光物理与化学研究所,成都 610064;琼州大学物理系，五指山 572200

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10574097)和海南省自然科学基金(批准号:80598)资助的课题.

收稿日期: 2005-12-16
修回日期: 2006-03-10
刊出日期: 2006-09-20

摘要: 基于矢量Rayleigh-Sommerfeld衍射积分，推导出矢量非傍轴圆偏振厄米-拉盖尔-高斯(HLG)光束的远场解析表达式.矢量非傍轴圆偏振高斯光束可作为一般公式的特例给出.将桶中功率(PIB)概念推广到非傍轴范畴，用以描述矢量非傍轴光束的远场光束质量，其中光强用时间平均坡印廷矢量的z分量取代.数值计算和分析表明，矢量非傍轴HLG光束的PIB不仅与束腰宽度与波长之比w0/λ有关，而且还与α参数，模指数n和m以及所取桶的尺寸有关.

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(1)琼州大学物理系，五指山 572200; (2)四川大学激光物理与化学研究所,成都 610064; (3)四川大学激光物理与化学研究所,成都 610064;琼州大学物理系，五指山 572200

Authors and contacts

(1)琼州大学物理系，五指山 572200; (2)四川大学激光物理与化学研究所,成都 610064; (3)四川大学激光物理与化学研究所,成都 610064;琼州大学物理系，五指山 572200

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The beam quality of vectorial nonparaxial Hermite-Laguerre-Gaussian beams

1.
(1)琼州大学物理系，五指山 572200; (2)四川大学激光物理与化学研究所,成都 610064; (3)四川大学激光物理与化学研究所,成都 610064;琼州大学物理系，五指山 572200

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The beam quality of vectorial nonparaxial Hermite-Laguerre-Gaussian beams

1. (1)琼州大学物理系，五指山 572200; (2)四川大学激光物理与化学研究所,成都 610064; (3)四川大学激光物理与化学研究所,成都 610064;琼州大学物理系，五指山 572200

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