衍射理论对局域空心光束及无衍射光束重建的描述 被引量：31

1

作者 刘岚 吴逢铁 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期370-374,共5页

利用衍射理论导出了局域空心光束的传输表达式及光强分布,给出了局域空心光束的精细结构,详细分析了其演变过程。讨论了聚焦透镜的焦距f对径向暗域最大尺寸及轴上暗域长度的影响。结果表明,径向暗域最大尺寸及轴上暗域长度都随着f的增... 利用衍射理论导出了局域空心光束的传输表达式及光强分布,给出了局域空心光束的精细结构,详细分析了其演变过程。讨论了聚焦透镜的焦距f对径向暗域最大尺寸及轴上暗域长度的影响。结果表明,径向暗域最大尺寸及轴上暗域长度都随着f的增大而增大。通过轴棱锥-透镜系统获得局域空心光束,用体视显微镜和CCD照相机组成的系统拍摄光束强度分布。结果表明应用衍射理论可以较精确地描述局域空心光束的演变过程。找出了其应用中的不利因素,更清晰地展现无衍射光束的重建现象。这种描述方法弥补了几何理论和干涉理论的不足。 展开更多

关键词 物理光学 局域空心光束 衍射理论 传输特性 无衍射光

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无衍射光束的产生及其应用 被引量：14

2

作者 刘会龙 胡总华 +1 位作者 夏菁 吕彦飞 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第21期1-19,共19页

近年来,随着激光技术的快速发展,相继产生了多种在远距离传输后中心光斑保持不变的无衍射光束,包括贝塞尔光束、高阶贝塞尔光束、马丢光束、高阶马丢光束、余弦光束、抛物线光束以及艾里光束.无衍射光束在激光打孔、激光精密准直、光学... 近年来,随着激光技术的快速发展,相继产生了多种在远距离传输后中心光斑保持不变的无衍射光束,包括贝塞尔光束、高阶贝塞尔光束、马丢光束、高阶马丢光束、余弦光束、抛物线光束以及艾里光束.无衍射光束在激光打孔、激光精密准直、光学精密控制、光学微操控、光通信、等离子体导向、光子弹产生、光通信、自聚焦光束的合成以及非线性光学等领域中有着广泛的应用.本文介绍了各类无衍射光束的数学表达式、产生方法及对应的实验结果;就无衍射光束的特性和应用进行了归纳和讨论;并对其在未来的研究与应用前景中发挥的重要作用进行了简要总结与展望. 展开更多

关键词 无衍射光束 贝塞尔光束 马丢光束 艾里光束

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艾里光束研究进展与应用前景 被引量：12

3

作者 张泽 胡毅 +2 位作者 赵娟莹 张鹏 陈志刚 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第34期3513-3520,共8页

近年来,艾里自加速光束因具有无衍射、自弯曲传输以及自愈等奇异特性引起了人们的广泛关注.该光束的光场振幅分布遵从艾里函数,并满足类似薛定谔型的波动方程.在过去短短的几年时间里,人们对它的研究涉及了理论和实验、线性和非线性、... 近年来,艾里自加速光束因具有无衍射、自弯曲传输以及自愈等奇异特性引起了人们的广泛关注.该光束的光场振幅分布遵从艾里函数,并满足类似薛定谔型的波动方程.在过去短短的几年时间里,人们对它的研究涉及了理论和实验、线性和非线性、基础研究和潜在应用等多个方面.艾里光束先后被应用到了光学微粒操控、光子弹及等离子体通道的产生、表面等离子体激元的诱导、电子加速、艾里激光器等众多研究领域,推动自加速光的研究成为一个激动人心的前沿课题.本文从理论模型、实验实现和应用进展3个方面简单综述了艾里光束的研究现状,并探讨其潜在的研究内容和应用前景. 展开更多

关键词 艾里光束 自加速光束 无衍射光束 自弯曲传输 自愈 空间光调制

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轴棱锥聚焦涡旋光束获得高阶贝塞尔光束 被引量：10

4

作者 陈光明 林惠川 蒲继雄 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期945-950,共6页

采用轴棱锥聚焦涡旋光束,获得了高阶贝塞尔(Bessel)光束。首先,从理论模拟了涡旋光束经过轴棱锥聚焦后所获得的聚焦光强分布,结果表明,涡旋光束经过轴棱锥聚焦后可获得高阶贝塞尔光束。并且所获得的高阶贝塞尔光束的阶数与涡旋光束的拓... 采用轴棱锥聚焦涡旋光束,获得了高阶贝塞尔(Bessel)光束。首先,从理论模拟了涡旋光束经过轴棱锥聚焦后所获得的聚焦光强分布,结果表明,涡旋光束经过轴棱锥聚焦后可获得高阶贝塞尔光束。并且所获得的高阶贝塞尔光束的阶数与涡旋光束的拓扑电荷数相同。进而,从实验获得高阶贝塞尔光束,并且采用不同锥角的轴棱锥对涡旋光束进行聚焦,研究轴棱锥的锥角对高阶贝塞尔光束的影响,结果表明,在轴棱锥相应的最大准直距离内所得到的高阶贝塞尔光束与理论计算结果相当吻合。 展开更多

关键词 涡旋光束 轴棱锥 高阶贝塞尔光束 无衍射光束

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无衍射激光图像全程定中方法研究 被引量：9

5

作者 王培昌 常治学 韩志敏 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期252-256,共5页

为了解决工程实际应用中经常用作直线基准的无衍射激光图像的定中问题,提出了一个无衍射激光图像的全程定中方法。该方法根据无衍射激光图像在不同距离具有不同特征的特点,先将图像按特征分类,再采用相应的方法定中。介绍了图像分类方... 为了解决工程实际应用中经常用作直线基准的无衍射激光图像的定中问题,提出了一个无衍射激光图像的全程定中方法。该方法根据无衍射激光图像在不同距离具有不同特征的特点,先将图像按特征分类,再采用相应的方法定中。介绍了图像分类方法和不同类型的光斑图像定中方法。详细介绍了基于局域最小亮度的靶状无衍射激光图像边缘检测方法。用640 pixel×480 pixel、光靶分辨率为0.050 4 mm/pixel的摄像机,在不同距离各拍取50幅图像,处理结果表明,该方法图像分类准确,速度快,精度高且抗噪声性能好。 展开更多

关键词 图像处理 图像分类 定中 无衍射激光

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无衍射光束的轴上光强和最大准直距离 被引量：3

6

作者 刘岚 吴逢铁 曾夏辉 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2007年第4期350-352,共3页

利用柯林斯公式推广,在柱坐标下的广义惠更斯-菲涅尔衍射积分公式,推导出用锥形透镜产生的近似无衍射光束的纵向传输分布,且进一步得到轴上光强公式,并用几何光学分析法得到最大准直距离的公式.根据数值模拟的轴上光强,分别讨论轴棱镜... 利用柯林斯公式推广,在柱坐标下的广义惠更斯-菲涅尔衍射积分公式,推导出用锥形透镜产生的近似无衍射光束的纵向传输分布,且进一步得到轴上光强公式,并用几何光学分析法得到最大准直距离的公式.根据数值模拟的轴上光强,分别讨论轴棱镜底角对轴上光强分布的影响,入射光束半径R、底角φ对最大准直距离Zmax的影响.实验结果表明,轴上光强随着底角的增大而增大,最大准直距离Zmax随入射光束半径R增大而增大并近似与R成正比,最大准直距离Zmax随底角增大而减小且近似与底角反比. 展开更多

关键词 无衍射光束 轴棱镜 轴上光强 最大准直距离

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无衍射光束在生物显微成像中的应用 被引量：3

7

作者 王璐艳 郭宗林 +2 位作者 王思元 侯春风 王健 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第20期1-12,共12页

无衍射光束近年来广受关注,其无衍射、自修复和自加速的传播特性在微观成像应用中显示出潜在的优势。无衍射特性可抑制光束在传播过程中的衍射,有助于提升成像的分辨率。自修复特性可使光束在透过强散射介质后快速恢复波前,提高成像景... 无衍射光束近年来广受关注,其无衍射、自修复和自加速的传播特性在微观成像应用中显示出潜在的优势。无衍射特性可抑制光束在传播过程中的衍射,有助于提升成像的分辨率。自修复特性可使光束在透过强散射介质后快速恢复波前,提高成像景深和信噪比。自加速特性可增加光场信息的有效探测维度,实现多维重构成像。本综述结合几类生物显微成像技术特点,介绍以贝塞尔光束、艾里光束为代表的无衍射光束在高分辨生物显微成像中的应用研究进展。 展开更多

关键词 无衍射光束 生物显微成像 三维成像技术

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无衍射光束成像系统携带信息的研究 被引量：2

8

作者 何艳林 徐浩博 吴逢铁 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期79-84,共6页

研究了无衍射光束成像系统对图像信息的携带情况。在入射的平面波中加入图像信息,基于基尔霍夫衍射公式和菲涅耳衍射公式的角谱理论,使用离散傅里叶方法描述图像经轴棱锥后在观察面的光强分布,对图像面进行数据抽样并引入色散公式;将离... 研究了无衍射光束成像系统对图像信息的携带情况。在入射的平面波中加入图像信息,基于基尔霍夫衍射公式和菲涅耳衍射公式的角谱理论,使用离散傅里叶方法描述图像经轴棱锥后在观察面的光强分布,对图像面进行数据抽样并引入色散公式;将离散傅里叶公式导入Matlab并设置参数模拟,得到不同位置处的光强图。实验中,利用蓝光LED发出光束经扩束后入射到含有信息的菲林片和轴棱锥上,实验参数与数值模拟一致,利用CCD观察结果,对比模拟结果可知:菲林片上的图像经轴棱锥后,在传输100mm内,可以完整观察到图像信息,图像大小会随距离的增加而减小。实验结果与数值模拟十分吻合。 展开更多

关键词 成像系统 无衍射光束 离散傅里叶变换 图像信息

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用空间光调制器产生贝塞尔光束的实验研究

9

作者 崔超涵 赵浩淇 +6 位作者 朱睿 冯路 赵伟 张权 朱玲 张增明 孙腊珍 《物理实验》 2017年第7期49-52,共4页

贝塞尔光束因其中心光强分布随传播距离不变的性质,被称为无衍射光束.实验上获得贝塞尔光束通常对仪器参量要求很高,且得到的贝塞尔光束一般为非理想贝塞尔光束.本文利用简单的空间光调制器设计了半周期空间光相位调制方案来获得贝塞尔... 贝塞尔光束因其中心光强分布随传播距离不变的性质,被称为无衍射光束.实验上获得贝塞尔光束通常对仪器参量要求很高,且得到的贝塞尔光束一般为非理想贝塞尔光束.本文利用简单的空间光调制器设计了半周期空间光相位调制方案来获得贝塞尔光束,通过模拟和实验验证了此种方案的有效性. 展开更多

关键词 贝塞尔光束 无衍射光束 空间光调制器 相位调制

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无衍射光束在激光三角测量系统中的应用研究 被引量：23

10

作者 周莉萍 赵斌 李柱 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期22-25,共4页

无衍射贝塞耳光束是近年来国内外极为重视的一个新兴研究领域。这种光束同时具有焦深长，中心光斑小的特点。利用这一特点，作者首次提出将其作为入射光束应用于激光三角测量系统，以解决传统激光三角测量系统无法满足大量程与高分辨率... 无衍射贝塞耳光束是近年来国内外极为重视的一个新兴研究领域。这种光束同时具有焦深长，中心光斑小的特点。利用这一特点，作者首次提出将其作为入射光束应用于激光三角测量系统，以解决传统激光三角测量系统无法满足大量程与高分辨率测量要求的问题。文中给出了无衍射光束的理论及实现方法。在三角测量物象位置关系的基础上，设计了无衍射激光三角测量系统及其参数并给出了实验结果。理论分析与实验结果表明，这种新型系统明显优于传统的三角测量系统。 展开更多

关键词 无衍射光束 锥形透镜 激光三角测量 激光仪器

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无衍射贝塞尔光束杨氏弹性模量测量系统 被引量：4

11

作者 黄宜军 刘金岭 胡卫东 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期215-217,共3页

设计了一套非接触杨氏弹性模量测量系统,且在该系统中采用无衍射贝塞尔光束提高测量精度及范围。

关键词 杨氏弹性模量 激光三角测量 无衍射贝塞尔光束 线阵CCD 测量 工程材料

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相干和非相干光源对贝塞尔光束成像系统分辨率的影响 被引量：3

12

作者 何艳林 陈姿言 吴逢铁 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第9期50-56,共7页

研究了在无衍射光束成像过程中,相干和非相干光源对成像系统分辨率的影响。对于衍射受限的成像系统,利用衍射积分理论与傅里叶光学理论导出成像系统的点扩展函数(PSF)公式,对不同的PSF进行模拟比较,结果表明非相干光源下的PSF更加集中,... 研究了在无衍射光束成像过程中,相干和非相干光源对成像系统分辨率的影响。对于衍射受限的成像系统,利用衍射积分理论与傅里叶光学理论导出成像系统的点扩展函数(PSF)公式,对不同的PSF进行模拟比较,结果表明非相干光源下的PSF更加集中,成像质量更好。分别采用波长为632.8nm的He-Ne激光相干光和中心波长458.5nm、半峰全宽24.5nm的蓝光发光二极管(LED)非相干光作为光源进行实验,并利用Zemax软件进行模拟。对比实验结果与数值模拟仿真结果:非相干光源下所成的条纹像粗细更加均匀清晰,分辨率更高。实验结果与理论分析及数值仿真模拟结果相吻合。 展开更多

关键词 相干光学 分辨率 相干光 非相干光 无衍射贝塞尔光束

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应用无衍射贝塞尔光束的固体线膨胀系数测量系统 被引量：1

13

作者 黄宜军 刘金岭 胡卫东 《光学技术》 CAS CSCD 2003年第4期477-479,共3页

测量固体线膨胀系数是工程设计中的一项重要工作。这套非接触固体线膨胀系数测量系统利用激光三角法进行了设计。通过采用线阵CCD作为信号传感器来实现自动化测量。通过采用无衍射贝塞尔光束来提高测量精度和增大测量范围。

关键词 无衍射贝塞尔光束 固体 线膨胀系数 测量系统 线阵CCD 传感器

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无衍射光束提高成像系统分辨率 被引量：2

14

作者 陈姿言 胡威旺 +2 位作者 吴逢铁 朱清智 何艳林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期116-120,共5页

设计了一种在非相干光源下利用轴棱锥产生的无衍射光束成像系统.基于衍射积分理论与点扩散函数推导出成像系统分辨率的表达式,利用光学软件对无衍射光束成像系统的初始结构模型进行仿真,并以蓝光LED作为光源,将条纹状物体、透镜组以及... 设计了一种在非相干光源下利用轴棱锥产生的无衍射光束成像系统.基于衍射积分理论与点扩散函数推导出成像系统分辨率的表达式,利用光学软件对无衍射光束成像系统的初始结构模型进行仿真,并以蓝光LED作为光源,将条纹状物体、透镜组以及轴棱锥等光学元件组合为成像系统进行实验.结果表明:实验结果与理论分析相符,即非相干光源无衍射Bessel光束成像系统利用无衍射光束的特性能够提高成像分辨率. 展开更多

关键词 无衍射Bessel光束 轴棱锥 非相干光源 成像系统 分辨率

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一种θ可变的无衍射光束产生方法

15

作者 徐荣青 王建华 倪晓武 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期322-325,共4页

提出了一种由负轴棱镜和球面透镜组成的光学系统 ,该系统可产生θ可变的无衍射光束 ;论述了它的特点及基本原理 ,给出了有关设计参数 。

关键词 轴棱镜 无衍射光束 光束变换 θ可变

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圆锥透镜加工误差对光束传输变换的影响 被引量：6

16

作者 周莉萍 赵斌 李柱 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期61-63,共3页

用几何光学分析了圆锥透镜的锥面存在圆对称加工误差时 ,对光束传输变换的影响 ;用衍射理论及稳相法分析了锥面的非圆对称加工误差及横截面由圆变为椭圆时 ,其后衍射光场的变化情况 .

关键词 圆锥透镜 加工误差 无衍射光 光束传输变换 锥面 后衍射光场

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基于锥面衍射实现高效率双光栅光谱合成

17

作者 吴娟 李建民 +4 位作者 尹新启 曾理江 邱克强 李朝明 颜宏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期83-87,共5页

分析了基于锥面衍射的双光栅光谱合成系统的可行性,设计了激光入射角为Littrow角附近的双多层介质膜(MLD)光栅光谱合成系统,开展了两路合成实验。当入射极角等于自准直入射角,入射方位角为6°时,光栅衍射效率近似等于光束自准直入... 分析了基于锥面衍射的双光栅光谱合成系统的可行性,设计了激光入射角为Littrow角附近的双多层介质膜(MLD)光栅光谱合成系统,开展了两路合成实验。当入射极角等于自准直入射角,入射方位角为6°时,光栅衍射效率近似等于光束自准直入射时的衍射效率。基于锥面衍射原理,对中心波长为1050.24 nm和1064.33 nm的两束光纤激光子束进行合成,入射极角为43.99°,测得合成效率为92.9%,较基于非锥面衍射的双光栅光谱合成系统的合成效率提高了8.8%;测得合成光斑光束质量Mx 2=1.204,My 2=1.467,与基于非锥面衍射的双光栅光谱合成系统输出光斑光束质量基本一致。 展开更多

关键词 锥面衍射 非锥面衍射 双MLD光栅 光谱合成 合成效率

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无衍射光束在激光加工中的应用

18

作者 徐荣青 吴越 姚寿广 《华东船舶工业学院学报》 2000年第5期54-57,共4页

分析了球面透镜组成的聚焦系统加工微槽道存在的问题与困难。提出了用旋转棱镜作为激光加工的光学系统 ,该系统能产生无衍射光束 ,可使工件对位置误差的敏感度为零。

关键词 旋转棱镜 无衍射光束 激光加工 聚焦系统

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一阶贝塞耳光束的存在和演示

19

作者 王绍民 赵道木 谢先闻 《应用激光》 CSCD 北大核心 1996年第2期84-84,共1页

一阶贝塞耳光束是标量波动方程的一个特解，本文用瑞利一索末菲衍射理论证明了它的存在并作了实验演示。

关键词 一阶贝塞耳光束 无衍射光束

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非傍轴标量衍射理论的比较研究

20

作者 邓小玖 王东 +1 位作者 刘彩霞 李怀龙 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1212-1214,共3页

当光束束腰(或衍射孔孔径)可与波长相比拟或光束具有较大的发散角时,傍轴近似不再成立。以高斯光束的微小圆孔衍射为例,在非傍轴条件下,对衍射场的级数解、非傍轴近似解以及精确解进行了详细的数值计算和比较研究。结果表明,高斯光束经... 当光束束腰(或衍射孔孔径)可与波长相比拟或光束具有较大的发散角时,傍轴近似不再成立。以高斯光束的微小圆孔衍射为例,在非傍轴条件下,对衍射场的级数解、非傍轴近似解以及精确解进行了详细的数值计算和比较研究。结果表明,高斯光束经圆孔衍射的级数解、非傍轴近似解的有效性与高斯光束的束腰半径、衍射孔孔径和传播距离有关,并具有一定的互补性。 展开更多

关键词 物理光学 非傍轴标量衍射理论 高斯光束 圆孔衍射 有效性

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