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高斯光束圆孔衍射光强分布的解析解

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本文从菲涅尔-基尔霍夫衍射公式出发,结合贝塞耳函数等特殊函数的性质,计算了正入射高斯光束圆孔衍射的光强分布,并以洛默尔函数的形式表示了焦点附近的光强分布.之后选取了几何焦平面、光轴以及几何阴影区域边界这三个特殊区域,理论结合数值方法给出了光强分布的解析表达式以及数值结果,并发现高斯光束束腰半径越小,艾里斑半径越大,同时焦深也越大.最后计算了焦平面上的光强积分强度,结果表明束腰半径越小,光强就越向中心集中.同时高斯光束相较于平面波的衍射,不会改变光强分布的整体轮廓,但会使得光强向焦点处集中.
Analytical solution of the intensity distribution of Gaussian beam diffracted by a circular aperture

diffraction of Gaussian beamBessel functionLommel functionlight intensity distribution

麻欢、付柯、隋林泓、武燕玲、李瑞芳、李喜彬

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内蒙古师范大学 物理与电子信息学院,内蒙古 呼和浩特 010022

高斯光束衍射 贝塞耳函数 洛默尔函数 光强分布

内蒙古自治区自然科学基金资助项目教育部产学合作协同育人项目教育部产学合作协同育人项目

2021LHBS01001202102084007220506517251842

2024

大学物理
中国物理学会

大学物理

影响因子:0.333
ISSN:1000-0712
年,卷(期):2024.43(1)
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