高斯光束照明对透镜的付里叶变换的作用

本文推导了在采用高斯光束照明的条件下,透镜的付里叶变换的公式。并与单色平面波(或球面波)均匀照明的情况进行比较,指出,在高斯平面波或球面波照明的条件下,透镜能实现物体的付里叶变换与高斯函数的付里叶变换的卷积运算,这与单色平面波或球面波照明时,透镜仅对物体进行付里叶变换迥然不同。本文提出一种将高斯光束变成均匀平面波的一种方法。     

偏心高斯光束的强度分布

根据Collins公式得到了离轴高斯光束通过光学系统后的变换关系，分析了变换后光束强度分布的特点，结果表明变换后的光束为偏心高斯光束，进而导出了偏心高斯光束在垂直于传输方向上强度分布的近似表达式．最后以薄透镜系统为例，数值计算了该方向上的强度分布；以及不同位置处，偏心高斯光束与高斯光束强度分布的偏离程度，表明束腰平面上强度分布为高斯分布，随着考察面到束腰平面距离的增大，此偏离程度迅速变大．     

一种将非对称高斯光束变换成对称高斯光束的方法

本文论述了采用张量ABCD法则来讨论非对称高斯光束的变换特性。分析了非对称高斯光束变换为对称高斯光束的可能性。特别探讨了非对称高斯光束经组合透镜变换后成为圆高斯光束这一可能性。为以后的进一步研究提供了理论依据。     

带球差的分数傅立叶变换系统的传输特性研究

以广义衍射理论和矩阵光学为基础,介绍了两类带透镜球差的分数傅立叶变换系统.该文以平顶高斯光束入射为例,进行了数值模拟,详细分析了平顶高斯光束在两类带透镜球差的分数傅立叶变换系统中的传输特性.结果表明,球差对输出面上光强分布的影响是比较大的.正球差起会聚作用,负球差起发散作用.在考虑透镜球差的情况下,两类实现分数傅立叶变换的系统不再等价.     

单管半导体激光器快轴准直轴向误差分析

分别采用ZEMAX光学设计软件和高斯光束传输变换理论算法对单管半导体激光器快轴准直透镜轴向误差进行模拟计算分析。基于微透镜准直设备的单管快轴准直实验结果与两种方法得到的结果进行对比,分析得出高斯光束传输变换理论计算的曲线图更加接近实验结果。     

厄米-高斯光束倾斜入射类透镜介质的近轴传输

将描述光在类透镜介质中传播的Helmholtz方程化为具有线性谐振子势的schroedinger方程形式，借助于量子力学中的“含时”么正变换技术，解析求解光束倾斜入射到类透镜介质中传输时的场分布，得到场传输的传播核因子，研究任意倾斜入射光束位形的传输问题，并对厄米-高斯光束的传输进行计算．研究结果表明：厄米-高斯光束倾斜入射进类透镜介质束宽度的演变与光束正入射的情况一样，随传输距离作周期性变化，但因光束倾斜入射，厄米-高斯光束的传输出现了新效应。即光强分布中心不再沿直线,传播方向也不断变化,出现与横坐标相关的附加局域相因子．     

像散透镜对双曲余弦高斯光束的影响

据广义Huygens -Fresnel衍射积分公式 ,推导了新型光束———双曲余弦高斯光束通过简单像散透镜后的光场分布特点 ,并通过数值计算 ,说明了像散系数对焦移、光强分布的影响。     

高斯光束经含光阑失调光学系统的传输特性

为分析光学系统中圆孔光阑和透镜失调对高斯光束传输特性的影响,利用硬边椭圆光阑的近似展开式和适用于失调光学系统的广义衍射公式,推导了高斯光束经含失调圆孔光阑的失调光学系统传输的近似解析式,得出了输出光束场分布与光束参量、孔径尺寸、ABCD矩阵元、光阑和光学系统失调量间的关系。针对特定光学系统,定量分析了各失调量对输出光束场分布的影响。     

透镜对高斯光束扩束规律

首次讨论了用透镜来扩展高斯光束的一般规律,找出了最佳扩展束腰与透镜焦距的关系     

厚透镜对高斯光束的变换及激光扩束系统的倍率计算

本文应用系统矩阵方法和复光束参数概念导出了厚透镜对高斯光束的变换公式,并应用公式设计了计算激光扩束镜系统扩束倍率的BASIC程序,从而建立了一种快速、准确计算扩束倍率的方法。该方法用电子计算机详细分析了高斯光束光腰位置在厚透镜第一焦平面附近的“成像”行为,并算得沈阳分析仪器厂出品的激光超声衍射仪中的激光扩束镜系统的最大扩束倍率为19.9839倍。     

单球面透镜产生线光束的理论分析与计算

基于几何光学定律和菲涅耳公式，建立了单块球面透镜生产线光束的数学模型，给出了光束出射角、橡距、像散、光强分布的计算公式，通过计算机仿真计算，得出了一些有益的结论。指出了大入射角产生的大像散是单球面透镜产生线光束的原因，子午面内光束各点的反射和透射系数不等。是它使入射的细高斯光束趋于均匀化的原因。理论与实验结果吻合。     

高斯光束照射下的圆盘衍射

基于圆孔光阑函数展开为复高斯函数和的方法,用Colins积分公式,导出了高斯光束照射下圆盘衍射的光场近似解析表达式,经计算机数值计算,对高斯光束照射下圆盘衍射的衍射特性进行了详细的分析.     

空间光通信中的光束质量处理技术研究

由于通常采用圆形孔径加工光学系统,故可将单横模输出的半导体激光器发出的椭圆高斯光束近似为圆高斯光束,提出了对半导体激光器出射光束用轴对称光学系统进行处理的方法。并通过计算有限孔径的高斯光束有效菲涅尔数,确定了只要选择合适的孔径和距离,可以将几何光学的一些方法引入到高斯光束的处理问题中。实验中用视频激光光束检测仪对准直后的光束进行了测试,通过计算得出准直后的发散角被很好地控制在1mrad以内,从而验证了理论的可行性及准直系统的实用价值。     

基于MATLAB的空间桁架梁的内力分析计算

针对空间桁架梁杆件多、载荷工况复杂、计算量大、内力图多等特点,运用节点法总结并归纳出桁架梁的各个杆件的内力计算递推公式,并用MATLAB软件进行了仿真计算。该方法是根据推导出的计算公式,运用数学变换来建立空间桁架梁数学模型,确定变量之间的函数关系,分步编制弦杆和腹杆的内力计算程序仿真输出数据和图形。通过仿真得到桁架梁的各杆件在不同的载荷组合工况下的受力情况,找出在最不利工况下的受力杆件,为结构的轻量化研究提供理论基础。     

经卡式光学天线发射的高斯光束衍射特性的研究

激光通信发射系统一般都是采用卡塞格林式望远镜作为发射天线,由于激光通信采用的光源波形为高斯光束,卡式光学系统的主次镜光学结构为环形结构,以往对均匀波经圆孔光阑后的衍射特性并不适用于激光通信。对基尔霍夫衍射公式进行了简化,利用数值计算的方法,利用仿真软件得到了高斯光束通过卡式光学天线之后的远场衍射分布特性,并与近场菲涅尔衍射分布特性进行分析比对,给出了卡式光学结构的最佳遮拦比为0.2,理论上可以达到1.5倍的近衍射极限发射束散角,在工程计算中有一定的应用价值。     

几种激光光斑中心定位算法的比较

针对光斑中心定位在激光精密测量中几种光斑中心定位方法,建立了实验系统,对灰度重心法、椭圆中心二次拟合、高斯分布拟合以及高斯累积分布拟合法处理普通光斑的能力进行了比较.结果表明高斯累积分布法不但提供了较高了的定位精度,而且省去了背景噪声的处理过程,加快了处理的速度.同时给出了这些方法在实际应用中的适用条件.     

变焦电子腹腔镜物镜光学系统的设计

医用内窥镜在现代医学中的应用越来越广泛,为了使医生在临床检查的时候能够更好的观察病灶图像,设计一种可以实现变焦的电子腹腔镜物镜的光学系统,可以对病灶图像进行原位放大观察。以高斯变焦公式为基础,利用ZEMAX软件模拟设计了一个变焦物镜的光学系统,当视场范围在24°~64°,焦距在5mm~15mm三倍变焦,成像大小保持在6mm左右。传递函数设定在40线对时,其传递函数(MTF)要满足≥0.6,点列图弥散斑直径≤0.05mm。设计具有大视场,镜片数少,结构简单等特点,可以对病灶图像进行放大,具有较高的实际应用价值。     

高斯曲率内蕴公式的几种形式的推导方法

考虑曲面上高斯曲率内蕴公式的表示问题,运用曲面基本方程的矩阵表示法,给出了高斯曲率是内蕴量的直接的显式公式,并指出这种内蕴公式与Brioschi的表示公式是明显一致的;给出了高斯曲率简化公式的推导来源,揭示出了高斯曲率隐式公式的发现过程.