离轴高斯光束的衍射特性模拟研究文献综述

离轴高斯光束的衍射特性模拟研究

摘 要：高斯光束是激光光学中一种方便且应用广泛的光束模型，也是激光工程中最具代表性的光源之一。当高斯光束在光学系统中传输时，若其光斑的中心偏离光轴，则被称为离轴高斯光束。离轴高斯光束传输、衍射特性的研究具有重要的科学意义。基于大量的文献调研与探索，笔者将开展离轴高斯光束以及由其组成的一维线阵离轴高斯光束的衍射特性模拟研究。

关键词：一维线阵；离轴高斯光束；衍射特性；传输公式

一、前言

在激光光学中，高斯光束是一种方便且应用广泛的模型，随着高科技的发展和物理光学研究和探索的不断深入，高斯光束的理论研究成果与相关产品已广泛应用于科技、通信和医学等领域。而Matlab等软件的出现，使得研究工作者能够便捷准确地模拟高斯光束传播时的强度分布，可以通过调节系统程序的参数值改变输出显示结果。

光是电磁波，而衍射是波动的主要特征。大部分光学元件的通光孔成圆形，因此光束通过圆孔的衍射一直是光学研究的重要内容之一。高斯光束的衍射特性研究对于激光工程技术的应用有着重要的实际意义。

二、理论基础

（一）衍射

光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播，这就是衍射现象。实验室里为了观察衍射现象，总是由光源、衍射屏和接受衍射图样的屏幕组成一个衍射系统。为了研究的方便，通常根据衍射系统中三者相互距离的大小，将衍射分为两类：一类称为菲涅耳衍射，是当光源到衍射屏的距离或接收屏到衍射屏的距离不是无限大时，或两者都不是无限大时所发生的衍射现象；另一类称为夫琅禾费衍射，是当光源到衍射屏的距离和接收屏到衍射屏的距离都是无限大时所发生的衍射现象。