五主锤加速光束的产生和传输特性研究
光电子材料激光及光纤

激光器组成:工作物质(基质和激活离子 激发源(泵浦 共振腔。 基质和激活离子)、 泵浦)、 激光器组成:工作物质 基质和激活离子 、激发源 泵浦 、共振腔。 工作物质: 工作物质:借外来能源激励实现粒子数反转并产生受激辐射放大作用
的物质系统,包括固体 晶体 玻璃)、气体(原子气体 离子气体、 晶体、 原子气体、 的物质系统,包括固体(晶体、玻璃 、气体 原子气体、离子气体、分 子气体)、液体和半导体等。 子气体 、液体和半导体等。 激光器利用泵浦 闪光灯或另一种激光器以及气体放电激励、 泵浦(闪光灯或另一种激光器以及气体放电激励 激光器利用泵浦 闪光灯或另一种激光器以及气体放电激励、化学激 等激发源激发工作物质实现激射。 励、核能激励)等激发源激发工作物质实现激射。 核能激励 等激发源激发工作物质实现激射
脉冲功率密度则可高达10 以上。 脉冲功率密度则可高达 20瓦/cm2以上。
输出激光的频率覆盖着越来越广的范围: 输出激光的频率覆盖着越来越广的范围
长至亚毫米(太赫兹) 长至亚毫米(太赫兹) 短至x射线 短至x射线 γ激光也在探索中,分立的激光谱线达几千条; 激光也在探索中,分立的激光谱线达几千条; 激光也在探索中
工作物质
激光器最重要的部分是工作物质,包括使原子高低能态分布反转的激活离子和基质。 激光器最重要的部分是工作物质,包括使原子高低能态分布反转的激活离子和基质。
用过渡金属离子(如Cr3+)激活的三能级激光晶体,如Cr3+:Al3 氧化物激光晶体 固体激光器材料 用稀土离子(如Nd3+) 氟化物激光晶体 激活的四能级体系 复合石榴石激光晶体 激光玻璃(钕玻璃) 色心激光晶体(如LiF,KCl) 原子气体 气体激光器材料 工 离子气体(氩离子、氪离子) 分子气体(CO2、CO、N2分子) 准分子气体(XeF、KrF)
安徽省合肥市2024高三冲刺(高考物理)部编版摸底(押题卷)完整试卷

安徽省合肥市2024高三冲刺(高考物理)部编版摸底(押题卷)完整试卷一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题某同学用如图所示的实验装置观察光的干涉现象。
他使用绿色的滤光片,在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。
若要增加从目镜中观察到的条纹个数,以下措施可行的是( )A.增大单缝到双缝的距离B.换用间距更大的双缝C.换用更长的遮光筒D.换用红色的滤光片第(2)题如图,带电小球用绝缘丝线悬于匀强电场中静止,当剪断丝线后,小球将( )A.一定竖直下落B.一定斜向下做匀加速直线运动C.可能做曲线运动D.可能保持静止不动第(3)题如图所示,洛伦兹力演示仪由励磁线圈、电子枪、玻璃泡等部分组成,励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈,它能够在两线圈之间产生匀强磁场。
电子枪可以产生电子束。
玻璃泡内充有稀薄的气体,在电子束通过时能够显示电子的径迹。
若电子枪垂直磁场方向发射电子,给励磁线圈通电后,能看到电子束的径迹呈圆形。
调节电子枪的加速电压可以改变电子的速度,调节励磁线圈的电流可以改变磁感应强度。
下列说法正确的是( )A.只增大电子枪的加速电压,电子的运动周期变大B.只增大电子枪的加速电压,电子束的轨道半径不变C.只增大励磁线圈中的电流,电子的运动周期变小D.只增大励磁线圈中的电流,电子束的轨道半径不变第(4)题人类在研究光、原子结构及核能利用等方面经历了漫长的过程,我国在相关研究领域虽然起步较晚,但是近年对核能的开发与利用却走在了世界的前列,有关原子的相关知识,下列正确的是( )A.卢瑟福最先发现电子,并提出了原子的核式结构学说B.光电效应和康普顿效应都能说明光子具有粒子性,且前者可说明光子具有能量,后者除证明光子具有能量,还可证明光子具有动量C.原子核发生β衰变时,产生的β射线本质是高速电子流,因核内没有电子,所以β射线是核外电子逸出原子形成的D.贝克勒尔通过对天然放射性的研究,发现原子核是由质子和中子组成的第(5)题如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,R0、R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。
气体动力学讲义吴子牛特征线理论

t
L p 1
P
W1 ( w1 , w2 , , wm ) 0 : dx / dt 1
p2
曲线上的解给定
x
W2 ( w1 , w2 , , wm ) 0 : dx / dt 2 Wm ( w1 , w2 , , wm ) 0 : dx / dt m
特征线法的作用:CFD
1) k 0 ((k 0 (k2 ) 0) 1) ((k 0 c22 d1 c12 d 2 0)
lk d 0
(1) k
(lk C 0)
c22 ( 2) l lk c12 lk D 0 c22 d1 c12 d 2 0
• 特征线理论在非线性偏微分方程领域和 计算流体力学领域有重要应用价值,构 成了现代计算流体力学的基础。 • 通过特征线理论,可以把复杂的线性和 非线性扰动传播分解成一些简单的可以 描述的基本解的叠加与相互干扰。由此 构造的计算方法物理意义明显并且具有 良好的特性。
高维问题特征线理论
• 在一维情况下,特征线为为曲线;在二 维情况下应该为曲面即特征面;三维情 况下为特征体。 • 有时考虑一些特征面或特征体上的特殊 曲线,作为特征线。 • 有时将问题投影到各方向(如x,y,或z), 把被投影方向作为一维问题考虑。
导数表达式
• 直接求解得
t ut 0= , dt dx 1 u x u x 0=
du dx dt du t , x 0 u 1 0
信息传播线上的导数
• 以上代数方程组有解的充要条件是
dt dx dx u dt 0 1 u dt
du dx dt du t , x 0 a 1 0
《计算机网络基础》第五版习题答案

《计算机网络基础》第五版习题答案第1章计算机网络概论一、选择题二、1、一定数量能独立工作的计算机、通过通信介质连接起来、共同遵守相应的标准、资源共享2、独立功能、通信介质、通信线路、网络软件、资源共享3、具有通信功能的4、ARPAnet,分组交换网5、资源共享、数据通信、通信子网、资源子网6、CHINAPAC7、中国公用计算机互联网、中科院科技网、国家教育和科研网、中国金桥网8、钱天白9、分布式处理10、数据通信、资源共享11、分布式输入、分布式计算、分布式输出12、局域网、城域网、广域网、总线型、环型、星型13、单播、组播、广播14、延长通信线缆长度,分布式访问控制策略15、集中式通信、线路交换、报文交换16、具有较高的传输速率、具有较低的误码率17、网络资源、网络管理作用18、城域网19、点、线20、服务器、客户机、网络集线设备、传输介质三、判断题四、问答题1.什么是计算机网络?将地理位臵不同但具有独立功能的多个计算机系统,通过通信设备和通信线路连接起来,在功能完善的网络软件(网络协议、网络操作系统、网络应用软件等)的协调下实现网络资源共享的计算机系统的集合。
2.计算机网络的发展经历了哪几个阶段?第一阶段是具有通信功能的多机系统阶段第二阶段以通信子网为中心的计算机网络第三阶段网络体系结构标准化阶段第四阶段网络互连阶段3.简述计算机网络的主要功能?资源共享、数据通信、均衡负载相互协作、分布处理、提高计算机系统的可靠性4.按地理位臵来划分,计算机网络可以分为哪几类?局域网、城域网、广域网5.计算机网络的主要拓扑结构有哪些?星型、环型、总线型6.简述星型拓扑结构的特点?星型拓扑结构主要具有以下的一些优点:⑴易于故障的诊断与隔离⑵易于网络的扩展。
⑶具有较高的可靠性。
但其缺点也很明显,主要有:⑴过分依赖中央节点。
⑵组网费用高。
⑶布线比较困难。
7.什么是对等网?什么是C/S网?“对等网”也称“工作组网”,对等网上各台计算机的有相同的地位,无主从之分,网上任意节点计算机既可以作为网络服务器,为其它计算机提供资源;也可以作为工作站,以分享其它服务器的资源;任一台计算机均可同时兼作服务器和工作站,也可只作其中之一。
航天学院硕士生课程简介

02 航天学院序号:课程编号:02M001课程名称:线性系统理论任课教师:周军刘莹莹英文译名:Linear System Theory先修要求:《线性代数》和《矩阵论》中任一门、《复变函数》内容简介:《线性系统理论》是控制类、系统工程类、电类、计算机类、机电类等许多学科专业硕士研究生的一门公共基础理论课,是控制、信息、系统方面系列理论课程的先行课。
《线性系统理论》是最优估计、最优控制、系统辨识、自适应控制等现代控制理论的基础,系统讲述线性系统的运动规律,揭示系统中固有的结构特性,建立系统的结构、参数与性能之间的定性和定量关系,以及为改善系统性能,满足工程指标要求而采取的各类控制器设计方法。
具体的内容包括:线性系统的状态空间描述、状态空间描述与传递函数描述的关系、线性系统的运动分析、能控性、能观性、稳定性理论、线性反馈系统的状态空间综合方法、线性鲁棒性控制基本理论、线性系统的基本代数理论,以及多变量频域设计方法等。
主要参考书:(1)《线性系统理论》阙志宏主编,西安西北工业大学出版社,1995;(2)《现代控制理论引论》周凤歧等,北京国防工业大学出版社,1988;(3)《线性理论》郑大中编著,北京清华大学出版社;(4)《线性系统理论与设计》[美]陈启宗,科学出版社,1988。
序号:课程编号:02M900课程名称:专业英语任课教师:周军英文译名:Professional English先修要求:专业方面的课程内容简介:本课程作为一种基本的专业英语技能,在阅读和学习与本专业的相关的国外文献资料时,发挥着重要的作用。
因此,主要学习和掌握专业外语的基本语法、句法和结构,通过这门课的学习,期望学生能掌握专业英语的特点;扩大专业英语词汇量,尤其关于本专业有关导弹、航天器、无人机等专业知识方面的英语词汇量;提高专业英语(或科技英语)文章的阅读速度;并进行相应专业英语文献的翻译,在此基础上掌握专业英语的写法,为今后从事工程技术和科学研究工作打下稳固的基础。
大学物理知识点总结伍振海

大学物理知识点总结伍振海一、力学力学是物理学的一个重要分支,研究物体的运动规律和受力情况。
力学主要包括静力学、动力学和变形力学三个部分。
1. 静力学静力学研究物体处于静止状态或匀速直线运动状态下受到的力的平衡条件。
静力学的重要概念包括力、力的合成、力的分解、摩擦力和弹簧力等。
2. 动力学动力学研究物体在受到力的作用下的运动规律。
动力学的重要概念包括牛顿三定律、动量、动能、功和能量守恒等。
3. 变形力学变形力学研究物体在外力作用下发生形变的规律。
变形力学的重要概念包括胡克定律、弹性模量和杨氏模量等。
二、热学热学是研究物体的热现象和热运动规律的学科,主要包括热力学和热传导两个方面。
1. 热力学热力学研究热现象与能量之间的相互转化关系,包括热力学定律、热功和热量的关系、热机效率和热力学循环等内容。
2. 热传导热传导研究物体内部的热传导规律,包括导热系数、傅里叶定律、热传导方程和热传导的实际应用等内容。
三、电磁学电磁学是研究电荷和电磁场之间相互作用的学科,主要包括静电学、电磁感应和电磁波等内容。
1. 静电学静电学研究电荷之间的相互作用,包括库仑定律、电场、电势和高斯定律等内容。
2. 电磁感应电磁感应研究磁场和电场相互作用产生的感应现象,包括法拉第定律、楞次定律和感生电动势等内容。
3. 电磁波电磁波是由振荡的电场和磁场相互作用产生的波动现象,包括电磁波的特性、传播规律和应用等内容。
四、光学光学是研究光现象和光的传播规律的学科,主要包括几何光学、物理光学和光的波动性三个方面。
1. 几何光学几何光学研究光在介质中的传播规律,包括光的反射、折射和成像规律等内容。
2. 物理光学物理光学研究光的波动性质和干涉、衍射、偏振、光的吸收和发射等现象。
3. 光的波动性光的波动性研究光的波动特性,包括光的波长、频率、波速、光的干涉和衍射等内容。
五、量子力学量子力学是研究微观世界中微粒的运动规律和相互作用的学科,包括波粒二象性、不确定性原理、波函数和量子力学的基本概念等内容。
茂名150振动锤工作原理
茂名150振动锤工作原理
茂名150振动锤是一种用于地下工程施工中的挤密设备。
它基于振动原理工作,通过产生高频振动力来实现地下土层的排空、振密和达到工程要求的胀实效果。
具体工作原理如下:
1. 茂名150振动锤通过电机带动离心力生成器,产生一个相对恒定的振动力。
2. 振动力通过传动装置,转换成高速旋转的偏心体的旋转运动。
3. 偏心体的旋转运动带动拍击装置(例如钢球)进行上下轻微的拍击运动。
4. 拍击运动产生的冲击力被传递到锤头,形成振动锤。
5. 振动锤通过自重作用力和冲击力的相互作用,对地下土层施加周期性的振动力。
6. 土层受到振动力的影响,土颗粒间的摩擦减小,土层变得松散,从而实现排空和振实效果。
7. 土层在振动冲击下发生微小形变,土颗粒重新排列和紧密堆积,达到胀实效果。
概括来说,茂名150振动锤利用高频振动力,通过特定的传动装置和拍击装置,将振动力传导到锤头,进而对地下土层施加振动力,实现排空、振密和胀实的施工效果。
安徽ape振动锤工作原理
安徽ape振动锤工作原理
安徽ape振动锤是一种机械设备,其工作原理如下:
1.电源供电:将APE振动锤接入适当的电源,以提供所需的
动力。
2.电机驱动:电源提供动力后,电机开始工作,将电能转变为
机械能。
3.离心力产生:电机带动离心块快速旋转,因其离心力的存在,相对于旋转轴线会产生向外的离心力。
4.拍击工作:振动锤的工作部件加装有拍击杆,通过离心力的
作用,拍击杆朝向工作方向做出高频率的快速运动。
5.传导能量:拍击杆以较高的频率遇到物体表面时,将动能传
导到物体中,引起物体内部分子和原子的振动。
6.分散能量:物体内部的振动将能量逐渐传导到整个物体中,
导致物体整体上下振动。
7.振动传递:物体的上下振动可以通过物体与周围环境的接触
传递给其他结构,如土壤、石料等。
总结:APE振动锤通过电源供电,利用电机带动离心块旋转
产生离心力,通过拍击杆将动能传导到物体内,引起物体分子
和原子的振动,进而传递能量。
这样可以达到分散和传递能量的目的,用于振动和压实材料、土壤等。
全真演练物理-2024年高考考前押题密卷(湖北卷)(基础必刷)
全真演练物理-2024年高考考前押题密卷(湖北卷)(基础必刷)学校:_______ 班级:__________姓名:_______ 考号:__________(满分:100分时间:75分钟)总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题如图所示,两束单色光、平行射入一块平行厚玻璃砖,玻璃砖下表面有反射涂层,两束光线经过折射、反射、再折射后从上表面同一位置射出成为一束复色光,则下列说法正确的是( )A.若光是黄色光,则光可能是紫色光B.在玻璃砖中光的速率大于光的速率C.若光能使某种金属发生光电效应,则光一定能使该金属发生光电效应D.在相同条件下做双缝干涉实验,光条纹间距大于光条纹间距第(2)题某同学在研究机械波的形成与传播规律时,将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上。
手握着绳子左端S点上下振动,产生向右传播的绳波,某时刻的波形如图所示。
下列说法中正确的是( )A.此时刻质点P向上运动B.手的起振方向向上C.手振动的频率逐渐增大D.波的传播速度不变第(3)题截止到2023年3月,嫦娥五号探测器已取得多项科研成果。
已知地球质量为月球质量的k倍,地球半径R为月球半径的p倍,地球表面的重力加速度为g,则嫦娥五号探测器在近月圆形轨道的线速度大小约为( )A.B.C.D.第(4)题如图为氢原子的能级图。
大量氢原子处于n=3的激发态,在向低能级跃迁时放出光子,用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。
下列说法正确的是( )A.逸出光电子的最大初动能为10.80eVB.n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D.用0.85eV的光子照射,氢原子跃迁到n=4激发态第(5)题2021年5月28日,国家重大科技基础设施EAST人造太阳核聚变实验装置取得重大突破,实现了可重复的1.2亿度101秒等离子体运行,再次创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录。
(201907)光的干涉
1.牛顿的微粒说:光是高速粒子流,解释光的直进, 光的反射。
2.惠更斯的波动说:光是某种振动,以波的形式向 周围传播,解释光的干涉和衍射,光的直进, 光的反射。
3.麦克斯韦的电磁说:光是一种电磁波,发展了光 的波动理论。
4.爱因斯坦的光子说:成功地解释光电效应,认为 光具有粒子性。
5.德布罗意的波粒二象性学说:光既有粒子性,又 有波动性。
一切波都能发生干涉,干涉是波特有的现象
二、光的干涉现象——杨氏双缝干涉实验
1、实验装置:单缝:一个线光源
双缝:两个光源
2、干涉现象:
(f相同,振动情况相同)
单色光:中央明条纹,两边是明暗相间的等
间距的单色条纹 白 光:中央白色明条纹,
两边彩色条纹
杨氏双缝干涉
3、形成明、暗条纹的条件:
光程差: s L1 L2
P点:s 0
P1点:s
Q1点:s 2
P2点: s 2
Q2点: s 3
2
总结:明条纹 暗条纹
Δs=n
s
λ
(2n
1)
2
n=0、1、2、3
4、条纹间距: x L
d
演示分析
L为双缝到光屏间的距离, d为双缝间的距离, λ为光波的波长
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罢为太子太师 成德军节度使王元逵为北面招讨泽潞使 7. 谥号“文忠” 莫副具瞻之望 尤工隶书 ”起曰:“我比只得白敏中 唐睿宗李旦复位 礼秩过于承乾 他就说:“我在每年秋夏 职 减工役之费 检校司徒 平章事 江陵尹 荆南节度使 盛修第宅 [16]
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本科毕业设计(论文)( 2014届 )题目:五主锤加速光束的产生和传输特性研究学院:数理与信息工程学院专业:光信息科学与技术学生姓名:沈剑鑫学号: 10620124 指导教师:任志君职称:副教授合作导师:职称:完成时间:2014年 4 月日成绩:浙江师范大学本科毕业设计(论文)正文目录摘要 .............................................. 错误!未定义书签。
Abstract ............................................ 错误!未定义书签。
1 引言 (3)2 五主锤光速的产生 (4)3 艾里光束的理论与特性 (5)3.1 艾里激光束的理论 (5)3.2 艾里激光束的特性 (7)3.2.1 自愈特性 (7)3.2.2 无衍射特性 (7)3.2.3 横向加速特性 (8)4 实验装置介绍 (8)5实验操作 (11)5.1 光路 (11)5.2 实验数据的测量 (12)5.2.1 五主锤光束无衍射特性测量 (12)5.2.2 五主锤光束横向加速特性测量 (12)5.2.3 五主锤光束自愈特性测量 (12)6 实验结果 (12)6.1 五主锤光束无衍射特性研究 (12)6.2 五主锤光束横向加速特性研究 (12)6.3 五主锤光束自愈特性研究 (12)7 总结 (16)8 参考文献 (17)五主锤加速光束的产生和传输特性研究数理与信息工程学院光信息科学与技术专业沈剑鑫(10620124)指导老师:任志君(副教授)摘要:艾里加速光束在传播过程中具有自横向加速、无衍射和自愈等特性,使其在很多领域都有着广泛的应用前景,因此在过去的几年中,对艾里光束的研究已经成为热点。
本文基于空间光调制器和计算机相位全息技术产生艾里光束的方法,对五主锤的艾里加速光束的传输特性进行研究。
实验是基于空间光调制器(SLM)和数码摄像机(CCD) 的新型无衍射光学实验系统来实现的。
在通过实验得到五主锤的情况下,加速光束的自横向加速、无衍射和自愈等特性依旧存在。
关键词:五主锤加速光束;空间光调制器;相位掩模板The Generation of Five Main Hammer The Beam With Acceleration and Research of Transmission CharacteristicsSHEN jianxin Director:REN Zhijun(Dept.of Science &Engineering,Zhejiang Normal University ,Optical Information Science andTechnology No.10620124)Abstract:In recent years, Airy beams have attracted wide interest due to its unique properties of transverse self-accelerating, diffraction-free and self-healing properties in propagation. This article Airy beam generation method based on spatial light modulator phase holographic technology to change the parameters of the phase mask to produce five main hammer Airy beam and the beam acceleration transmission characteristics were studied. Experiment is based on the spatial light modulator (SLM) and digital cameras (CCD) of new non-diffractive optical experimental system to achieve. Through experiments under five main hammer, the accelerated beam from the lateral acceleration, no diffraction and self-healing characteristics still exist.Key Words:four main hammer beam acceleration;the spatial light modulator;phase mask1 引言光波是一种电磁波,它在自由空间中传播时遵从波动方程。
平面波是它的最常见的一种解,在无界的自由空间中传播时,不会发生衍射而使波前畸变。
沿传播方向上任何一处的垂直平面上,光强分布都是相同的,它就是平庸的无衍射光束,一点也不吸引人。
波动方程中是否还隐存着别的更诱人的新解呢?1987年美国Roehester大学的Durnin给出了电磁场的自由空间波动方程的另一类解,它们的特点是在无界的自由空间中传播时,与传播方向垂直的每个平面上的光场分布总是保持相同的,并且具有高度的局域化强度分布,也就是说光束中电场强度的横向分布很集中。
这类光场绝对不遭受到衍射扩展(Diffaretive Spreading),Durnin将这种光束称作无衍射光束(diffraetion一freebeams,ornondiffraetingbeams)。
这类无衍射光束具有主光斑尺寸小(约为波长量级)、强度高、方向性好、传输距离远等特点。
它可应用于高精度定向或准直光学系统;可作为光刀来探测大物体的性质,研究它与小尺寸物体的散射作用;可获取微小颗粒物质的性质;还可以应用于激光加工技术中。
1987年Durnin等人首次报道了在实验室中应用简单光学系统和常规光学元件生成了无衍射光束中最简单的一种—零阶贝塞耳光束。
尽管这是个演示性的实验,但由于这类光束具有“无衍射”传输和横向光场高度局域分布这些新颖特性,有着十分诱人的应用前景,国际上迅速地掀起对贝塞耳光束、贝塞耳一高斯光束和Wbeer光束等的研究热潮,众多的科学家相继投入到有关的理论和实验研究中,许多有意义的结果已见报道。
弄清无衍射光束的基本概念、传输特性以及生成它们的方法,已成为光学研究中相当活跃的领域之一。
2007年G.Sivilogou等首先研究了有限能量的加速艾里光束,并首次观察到艾里光束的实验结果。
实验验证了艾里光束具有不同寻常的特点,能保持长距离无衍射传播,并具有自由加速的特性,即自横向加速、无衍射和自愈。
其中,自横向加速,描述的是艾里光束在自由空间传播过程中其传输轨迹类似于重力作用下子弹的飞行弹道;无衍射,是指在传播过程中光场强度分布的轮廓近似保持不变;自愈,则是指艾里光束在自由空间传播过程中如果将一部分光强遮挡住,再经过一定距离的传输其强度分布轮廓会恢复到被遮挡之前的样子。
艾里光束这些独特的光学性质,使其在很多领域都具有很强的应用潜力。
目前针对艾里光束的研究还处于起步阶段,其产生方法还主要是基于空间光调制器来实现的。
由于目前空间光调制器是产生艾里光束或其他形式光的最方便的一种方法,而且具有光束参数可调的优点,使得如何进一步挖掘空间光调制器的应用潜力成为人们的兴趣所在。
因此,本文基于空间光调制器和计算机全息技术产生艾里光束办法来得到艾里光束,同时设计相位图产生五主锤的加速艾里光束并对其基本特性展开基础研究,其中包括自横向加速、无衍射和自愈。
2 五主锤光速五主锤加速光速作为艾里光束的拓展,得到越来越多的重视。
五主锤光束是一种具有5个采样点的新型加速光束。
首先我们会调查其光学拓扑结构和传播特征,此外,我们还发现,五主锤光束的加速度可通过改变傅里叶变换透镜的焦距来控制。
这项研究成果可以为研究五主锤光束的未来潜在的科学应用做铺垫。
光束传播研究的基础是衍射理论。
在经典光学理论,散焦是一种引人注目的光传播现象。
衍射突变理论已经被证明是研究光束散焦特性的有用方法,因为几何光学的一般散焦代表了一种特殊的光学衍射图样。
突变理论来自数学拓扑概念。
该理论已给出了几种稳定结构散焦的表达式,如折迭型,尖点型,燕尾型,椭圆型脐点,双曲型脐点,蝴蝶型,和抛物型脐点。
由于以前的研究结果表明,光线的散焦是一个弯曲的传播轨迹,散焦对应于梯度图的奇点,突变理论的确是加速光束产生的理论基础,加速光束指的是一个或几个强度最大值在自由空间中沿抛物线轨迹传播。
艾里光束的形状和艾里函数相同,加速光束产生的这项重要工作在2007年首次观察到。
事实上,这种加速光束早在1979年进行了理论预测。
由于加速光束具有一些独特和迷人的特性,他们这一代人提供了一种科学研究的新工具。
例如,加速艾里光束已被用来作为新型能源来操纵和运输微粒绕过区域内一个普通的直射光束不能到达的物体。
这种加速光束还利用用于诱导等离子体弯曲丝,产生超连续光谱等等。
2010年,一个新的加速光束家族,称为有限能量“加速正多边形光束”,进行了理论介绍。
这种光束拥有奇数峰(三,五,七峰),在传播过程中遵循曲线路径。
在2012年,我们研究小组报告这种结构的最简单和最小数峰,即光学有限能量三角尖光束加速多边形的生成。
通过得到所需的类似产生三角尖光束的方法的相位图,该报告列出了另一种正多边形束,即光学有限能量的五主锤光束的产生。
随后,对光束的主要光学结构和传播特性进行了研究。
我们认为,这一实验产生和五主锤光束的光学特性研究将对它们未来的潜在应用提供有用的信息,如粒子操纵和光与物质的相互作用。
衍射突变理论是产生加速光束的理论基础。
例如,艾里光束来源于折迭型衍射突变。
Pearcey 光束来自于尖点型衍射突变。
正多边形光束均来自Thom 的椭圆型脐点。
因此,我们首先从衍射突变理论推导五主锤光束产生的理论基础。
基于衍射积分和突变多项式之间的关系,一般典型的突变积分可以写成()()1,,exp ,,,,2E x y z d d i x y z ξηψξηπ∞∞-∞-∞=⎡⎤⎣⎦⎰⎰ (2-1) 其中(),,E x y z 是突变光束的振幅分布;(),,,,x y z ψξη是基本突变的典型多项式,这主要是由光束的相位函数(),ϕξη确定;(),,x y z 是散焦附近的坐标;(),ξη与横向频谱变量(),x y 相关联。
作为传统的光学补充,突变光学主要解决高度对称条件下的波动方程。
在这种情况下,相位函数(),ϕξη是中心对称的,即()(),,ϕξηϕξη--=-。