1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
固体激光器在实际工作过程中会因腔镜热变形而产生球差效应, 使激光的光强分布发生变化、聚焦能力下降、光束质量变差, 因此需要校正。基于这一目的, 利用梯度下降算法进行了初级球差的校正仿真。首先, 建立了初级球差和变形镜模型, 变形镜模型针对初级球差选取分立式环形阵列, 镜面利用率高。然后, 设计出算法的具体实现过程, 算法以变形镜单元的位移量为控制对象, 以离散化的各部分球差的方差为性能指标。最后, 仿真并给出了性能指标与迭代次数的关系、校正后的球差等结果, 结果显示达到了预期的校正效果。
梯度下降算法 初级球差 变形镜 校正 仿真 gradient descent algorithm primary spherical aberration deformable mirror correction simulation
在束腰不在物镜入瞳位置的一般情况下，利用理查德〖CD*2〗沃尔夫矢量衍射积分公式获得了径向偏振高阶矢量贝塞尔-高斯光束通过有初级球差和受孔径限制的物镜聚焦的三维光场的径向，方位角和纵向分量表达式。数值模拟了入射光束受圆孔径和环形孔径限制情况下初级球差对光场分布的影响。结果表明：球差对焦平面光场分布的影响是非常小的，尤其是环形孔径限制情况下球差的影响可以完全忽略；在受圆形孔径限制情况下，光束经有球差物镜聚焦后，焦平面前后的光场分布不再对称。球差导致在焦平面各点的强度分布变化并不总是一致变大，或一致变小；使用环形孔径时光束聚焦后的光斑尺寸要远小于使用圆形孔径时光束聚焦后的光斑尺寸。
物理光学 贝塞尔-高斯光束 初级球差 径向偏振
华南师范大学物理与电信工程学院, 广东 广州 510006
研究了椭圆偏振涡旋光束经过具有初级球差的高数值孔径透镜的聚焦特性。基于德拜矢量积分理论, 获得了椭圆偏振涡旋贝塞尔高斯光束经过具有初级球差的高数值孔径透镜后的复振幅的分布函数, 根据数值模拟的结果, 分析了不同的初级球差系数对右旋椭圆偏振光束和左旋椭圆偏振光束聚焦场光强分布和相位分布的影响。结果表明, 随着初级球差系数的增加, 椭圆偏振涡旋光束的强度会变小, 空心的尺寸会变大; 右旋椭圆偏振光纵向分量的相位分布呈现螺旋结构, 而且右旋椭圆偏振光和左旋椭圆偏振光的位错线半径会逐渐增大; 会聚点逐渐偏离焦平面, 纵向光场发生改变。
物理光学 深聚焦 德拜矢量积分理论 初级球差 椭圆偏振涡旋光束 贝塞尔高斯光束
1 肇庆学院物理系, 广东 肇庆526061
2 上海理工大学光学与电子信息工程学院, 上海 200093
通过柱坐标下的的分析方法, 获得径向偏振和方位角偏振贝塞耳-高斯光束经具有球差的高数值孔径系统聚焦后的三维光场分布函数, 根据光场分布函数模拟了不同球差系数下贝塞耳-高斯光束在焦平面和通过焦点的纵向切面上的光场分布。结果表明, 在球差系数增加时, 方位角偏振贝塞耳-高斯光束在焦平面上的圆环状光斑内半径逐渐变小到趋于恒定, 而外环半径先减小后增大; 而衍射焦点偏离高斯焦点的距离越来越大, 纵向光强不再对衍射焦平面呈对称分布, 调整离焦距离无法完全消除球差的影响; 径向偏振贝塞耳-高斯光束会聚场的光强随初级球差的变化规律与方位角偏振贝塞耳-高斯光束的一致。
物理光学 高数值孔径 贝塞耳-高斯光束 初级球差 方位角偏振 径向偏振
