截面為平頂?shù)拿}沖光束傳輸特性的計(jì)算模擬

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1、困書分類號(hào)：０４３學(xué)校代碼：１０６巧Ａ私為姊頓±學(xué)値纔衷＾ＭａｓｔｅｒｓＴｈｅｓｉｓ論文題目巧面為平頂?shù)拿}沖光束傳瑜特性的計(jì)》巧擬研究生姓名胡前歡導(dǎo)?zhēng)熜彰u真泌（巧巧）學(xué)科專業(yè)計(jì)篡物理硏究方向計(jì)義光學(xué)二〇—六年六月西南石油大學(xué)研究生學(xué)位論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明書及學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本人完全了解學(xué)校有關(guān)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬于西南石油大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。本。人允許論文被查閱和借閱學(xué)校可Ｗ將本學(xué)位論文的全部

2、或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可Ｗ采用影印，，、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。同時(shí)本人保證畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論一律注明作者單位為西南石油大學(xué)文研究課題再撰寫的文章。本學(xué)位論文屬于１、保密（），在年解密后適用本授權(quán)書。２、不保密＂＂（請(qǐng)?jiān)冢咨舷鄳?yīng)括號(hào)內(nèi)打Ｖ）：指導(dǎo)教師簽名：欲學(xué)位論文作者簽名＿抑ｆ心年Ｉ月乏曰石年＾月Ｓ曰西南石油大學(xué)研究生學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明．本人聲明：所呈交的研充生學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加Ｗ標(biāo)注和致謝的地方外，本論文不包含其他人已

3、經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究一成果，也不包含其他人為獲得西南石油大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：確歡爾年＾月多曰摘要隨著激光的迅速發(fā)展，超短激光脈沖的出現(xiàn)為各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的研究提供了先進(jìn)的技，而各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)激光脈沖的要求亦越來越多樣化術(shù)條件和極端的物理環(huán)境；，為保證得到預(yù)期的效果譬如，，在慣性約束核聚變、激光材料加工、激光美容等領(lǐng)域中通常要求脈沖光束為光強(qiáng)空間分布均勻的平頂脈沖光束。因此，有關(guān)平頂光束在自由空間中－、色散

4、介質(zhì)中、光纖中Ｗ及通過光閑后等的傳輸?shù)臅r(shí)間空間特性、光強(qiáng)特性Ｗ及光譜特性的研究對(duì)激光脈沖的選取及相應(yīng)器具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用均具有重要的實(shí)際意義。簡單介紹了光譜異常行為；詳細(xì)闡述了激光光學(xué)中常使用的研究方法、脈沖光束相關(guān)的基本概念（包括脈沖寬度、中也頻率、載波頻率及束腰寬度等）和平頂光束的兩個(gè)一一數(shù)學(xué)物理模型平頂高斯光束和超高斯光束?；谏鲜龅幕纠碚撆c研巧方法，Ｗ超短脈沖平頂高斯光束和超短脈沖超高斯光束為研巧對(duì)象，研巧了超短脈沖平頂高斯光束通過圓孔、圓環(huán)光閑后的傳輸特性及其光譜異常行為，超短脈沖超高斯光束通過圓孔、圓環(huán)光閑后的傳輸特性及其光譜異常

5、行為及超短脈沖平頂高斯光束在色散介質(zhì)中的傳輸特性。文中所得的主要結(jié)論有：基于柯林斯積分公式和復(fù)高斯函數(shù)展開法推導(dǎo)出了超短脈沖平頂－高斯光束通過圓孔光闊后在頻率域中的光場(chǎng)的解析表達(dá)式，研究了傳輸距離、截?cái)鄥?shù)和脈沖寬度的變－化對(duì)光強(qiáng)分布及光譜變化的影響。結(jié)果表明：超短脈沖平頂高斯光束通過圓孔光闊后的光強(qiáng)分布不再保持平頂分布，且，光強(qiáng)凹凸，而是呈現(xiàn)出凹凸分布隨著傳輸距離増加分布更加明顯，且邊緣凹凸程度強(qiáng)于中間部分；在臨界傳輸距離處出現(xiàn)光譜開關(guān)，當(dāng)傳輸距離小于臨界傳輸距離時(shí)，光譜藍(lán)移，，當(dāng)傳輸距離大于臨界傳輸距離時(shí)光譜紅移；一在截?cái)鄥?shù)不變的

6、情況下，，，隨著傳輸距離的増加光譜藍(lán)移逐漸增加傳輸?shù)降谂R界一，，傳輸距離處光譜移動(dòng)從藍(lán)移躍變到紅移，即產(chǎn)生第階光譜開關(guān)隨著傳輸距離的繼－二臨續(xù)増加，光譜移動(dòng)從紅移逐漸増加到藍(lán)移，超短脈沖平頂高斯光束傳輸?shù)降诮鐐鳎崳娸斁嚯x時(shí)，，光譜移動(dòng)從藍(lán)移迅速躍變到紅移，即產(chǎn)生第二階光譜開關(guān)Ｗ此類推；隨著，相對(duì)光譜移動(dòng)明顯降低同時(shí)伴隨著光譜開關(guān)的總階數(shù)逐漸降低截?cái)鄥?shù)的増加；隨著脈沖寬度的增加，，相對(duì)光譜移動(dòng)明顯降低但是光譜開關(guān)的總階數(shù)及其產(chǎn)生的位置不發(fā)生變化。基于柯林斯積分公式和復(fù)高斯函數(shù)展開法推導(dǎo)出了超短脈沖平頂高斯光束通過圓環(huán)光閑后的光譜解析式，研究

7、了傳輸距離和截?cái)鄥?shù)的改變對(duì)光強(qiáng)分布及光譜變化的影響。研究結(jié)果表明：超短脈沖平頂高斯光束通過圓環(huán)光閑后的光強(qiáng)分布發(fā)生異變，且隨著傳輸距離的增大，光強(qiáng)分布逐漸集中在光軸上。在光譜開關(guān)附近，光譜分裂但不完全分裂成兩個(gè)等高的峰值，隨著傳輸距離的増加，光譜先發(fā)生藍(lán)移然后發(fā)生紅移；隨著圓環(huán)孔徑的增大，相對(duì)光譜移動(dòng)的極值基本不發(fā)生變化，，但是光譜開關(guān)的總階數(shù)發(fā)生變化一一而隨著傳輸距離的增加，，相對(duì)光譜移動(dòng)呈現(xiàn)定的規(guī)律性變化最終光譜藍(lán)移并趨于恒定值。基于瑞利－索末菲衍射積分公式和復(fù)高斯函數(shù)展開法研究了超短脈沖超高斯光束通＝過圓孔光閑