Бездифракционные свойства гипергеометрических пучков, формируемых фазовыми дифракционными оптическими элементами

• Автор: Балалаев, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Основные обозначения и сокращения
Введение
Глава 1. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ БЕЗДИФРАКЦИОННЫХ СВОЙСТВ ГИПЕРГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И БЕССЕЛЕВЫХ МОД
1.1. Расчет гипергеометрических мод
1.1.1. Гипергеометрические моды
1.1.2. Алгоритм расчета ГГ мод
1.1.3. Оптимизация алгоритма расчета ГГ мод
1.1.4. Моделирование распространения ограниченных апертурой
гипергеометрических мод
1.2. Сравнение свойств Гипергеометрических мод и мод Бесселя
1.2.1. Решение уравнения Шредингера в различных системах
координат, моды Бесселя
1.2.2. Численное моделирование ГГ мод и мод Бесселя с ограниченной и бесконечной апертурой
Выводы к главе
Глава 2. НЕПАРАКСИАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ' ГГ-ПУЧКОВ
2.1. Реализация быстрого алгоритма преобразования Кирхгофа для моделирования непараксиального распространения бесселевых пучков
2.1.1. Интеграл Кирхгофа
2.1.2. Реализация алгоритма
2.1.3. Верификация разработанного алгоритма на примере Бесселевых

2.1.4. Сравнение с аналитическим решением непараксиального бесселевого пучка
2.2. Гипергеометрические пучки в ближней зоне дифракции в рамках скалярной модели
2.2.1. Обобщенные гипергеометрические моды
2.2.2. Численные эксперименты
2.2.3. Анализ результатов
Выводы к главе
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ГИПЕРГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ЛАЗЕРНЫХ ПУЧКОВ МЕТОДАМИ ДИФРАКЦИОННОЙ ОПТИКИ
3.1. Обобщенные гипергеометрические пучки и их свойства
3.1.1. Аналитическое решение в виде обобщенных гипергеометрических мод
3.1.2. Исследование сохранения модовых свойств ГГ-пучков, формируемых с помощью ДОЭ
3.1.3. Определение зависимости сохранения модовых свойств от расстояния распространения гипергеометрического пучка
3.1.4. Сравнение дифракционных свойств ограниченных ГГ-мод и ОГГ-пучков
3.2. Сравнительный анализ распределений интенсивности, формируемых дифракционным аксиконом. и дифракционным логарифмическим аксиконом
3.2.1. Дифракционный аксикон
3.2.2. Дифракционный логарифмический аксикон
3.2.3. Сравнение двух типов дифракционных аксиконов
Выводы к главе
Глава 4. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНОЕ ФОРМИРОВАНИЕ ГГ-ПУЧКОВ И
АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Дифракционные оптические элементы, формирющие ГТ моды, и обобщенные ГГ-пучки
4.1.1. Формирование ГГ-пучков с помощью,фазовых ДОЭ
4.1.2. Анализ различных типов фазовых ДОЭ; предназначенных для формирования ГГ-пучков

4.1.3. Экспериментальное формирование ГГ-пучков с помощью
фазовых ДОЭ
4.1.4. Анализ экспериментальных результатов
4.2. Кодированные ДОЭ для формирования ГГ-мод
4.2.1. Метод частичного кодирования
4.2.2. Расчет ДОЭ для формирования ГГ-пучков
4.2.3. Экспериментальное формирование ГГ-пучков с помощью
кодированного бинарного фазового ДОЭ
4.3. Сравнение ГГ-мод, сформированных с помощью ДОЭ с
кодированием фазы и ДОЭ, полученого методом частичного кодирования

Выводы к главе
Заключение по работе
Литература
Приложение А. Краткое описание программного пакета СААМ

довых свойств ГГ пучка, связынных с его ограничением апертурой при моделировании.
2, ММ 2600 5200 7800 10400 13
Аналитическое решение щ н Я в ц
Моделирование с использованием ггеграла Кирхгофа '§ Со О ш ц

5, % 22,2 31,5 34,03 34,08 50,
Рисунок 1.15 - Распределение инвертированной интенсивности для ГГ мод на различных расстояниях вдоль оси распространения

Рисунок 1.16- Зависимость среднеквадратичного отклонения ограниченного пучка относительно идеального от расстояния вдоль распространения ГГ
пучка
При формировании ограниченного апертурой ГТ-пучка его модовые свойства сохраняются только до некоторого расстояния гтах. Эта ситуация