非Kolmogorov大气湍流对部分相干厄米高斯光束传输因子的影响

倾斜大气湍流对部分相干正弦高斯光束强度分布的演变

阐述了对激光器输出光束进行空间整形的必要性。介绍了目前常用的一些典型的光束整形方法和器件,并分析了各种方法的优点和缺点。

通过在适当的圆柱矢量波函数方面扩展入射高斯光束的散射场以及内部场，构造了一个无限的手性圆柱体对于轴上高斯光束的倾斜入射的散射的解析解。 未知的膨胀系数由从边界条件导出的线性方程组确定。 对于局域束模型，将详细描述并简要讨论与无限电介质圆柱体情况不同的散射特性。

提出制备中空高斯光束的方法,进行了相应的理论演绎并利用4f光学系统和迈克尔逊干涉仪结构实现了这个过程。该方法简单而且对于纳米光子学技术中暗中空光束的产生具有重大意义。

提出了一种利用相干合成线阵高斯光束扫描识别漫反射背景中的猫眼目标的新方法。建立了线阵高斯光束的相干合成数学模型，利用Collins衍射积分公式以及将硬边光阑窗口函数分解为有限个复高斯函数之和的方法，推导了相干合成线阵高斯光束通过猫眼目标和朗伯漫反射体反射后的解析光强分布公式。通过数值计算分析了目标尺寸、光束线阵数对反射光时间分布特性的影响。结果表明，朗伯漫反射体的反射光时间分布不具有周期特征，其尺寸越大，时间分布展宽越大；猫眼目标的反射光时间分布周期特征与目标处的光强纵向分布周期特征相似，其口径越大，丢失的频率特征越多。基于该方法可以有效地从复杂漫反射背景中快速识别出猫眼目标，并估计出漫反射体或猫眼目标的尺寸大小。

基于矢量瑞利索末菲衍射积分，建立了非傍轴条件下四瓣高斯光束经过偏心圆孔光阑在自由空间传输的矢量场模型。选取倾斜光轴作为参考光轴，借助于硬边圆孔的复高斯级数分解，得到了近场模型下衍射场分布的矢量解析式。通过数值计算和模拟，详细讨论了f参数、光束阶次、衍射孔位置和截断参数对像场分布的影响，包括衍射场主瓣强度的位置和光束宽度。这些结论有助于更好地理解四瓣高斯光束在离轴非对称光学系统中的传输特性。

基于衍射积分理论和复高斯函数展开法研究了超短脉冲贝塞耳-高斯光束通过圆孔光阑后在自由空间中的传输特性, 推导出解析的传输方程, 并对传输方程进行分析讨论和数值计算分析, 利用计算机软件进行绘图, 给出了归一化功率谱随横向距离的变化关系, 横向光强分布和脉冲波形随截断参数的变化关系。

光学元件上不可避免存在的“缺陷”会对传输光束产生调制，基于广义惠更斯菲涅耳衍射积分和角谱的定义，推导出了高斯光束经有限个小尺寸振幅调制型“缺陷”之后的光强和角谱解析式。详细研究了振幅调制型“缺陷”的尺寸大小及调制幅度对受调制光束的光强分布和角谱影响。结果表明，经过“缺陷”的光束传输一定距离之后光强恢复为高斯分布。而“缺陷”的尺寸越大，光强分布恢复为高斯分布所需的传播距离越长，且随“缺陷”尺寸及调制幅度增大，低频区的角谱减小，中高频区的角谱增大。

缩比模型测量可以帮助缩短物体雷达散射截面(RCS)测量的时间，并减少其成本，而由于太赫兹波所处的波长范围的独特性，所以其在雷达散射截面缩比测量中有较多的应用。在对粗糙表面的散射截面计算中，可以将模型简化为带有突起的平板。单站散射（后向散射）是雷达系统中比较常用的一种测量方式，也有很多针对平面波入射情况下的计算，但是由于太赫兹源所产生的高斯光束的能量分布与平面波不同，得到的雷达散射截面的结果也与平面波不同，常常会导致测量结果和计算结果中有一定的误差。利用镜像法仿真计算了入射光为高斯光束时平板上的突起在2.52 THz频段处的雷达散射截面，详细比较了单站散射分别在二维和三维情况下，由于入射光为高斯光束对散射结果造成的影响。