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介质折射率的光线光学方法

吉林大学学报（理学版） 2008年第5期46卷 967-970页

作者：郭守月曹春斌孙兆奇安徽农业大学理学院安徽合肥230036 安徽大学物理与材料科学学院安徽合肥230039

利用光线光学(费马)原理和光线族方程,推导出平面直角坐标系下的光线方程和折射率方程,并给出极坐标下折射率方程的表达式.通过求解平面直角坐标下柱形透镜的辐射型折射率和极坐标下介质的辐射型折射率,并应用折射率方程,得出与实际结... 详细信息

利用光线光学(费马)原理和光线族方程,推导出平面直角坐标系下的光线方程和折射率方程,并给出极坐标下折射率方程的表达式.通过求解平面直角坐标下柱形透镜的辐射型折射率和极坐标下介质的辐射型折射率,并应用折射率方程,得出与实际结果相符的结论.

关键词：光线光学折射率方程费马原理光线族方程

GRIN(Gradient Index)介质中的Maxwell方程组与光线光学

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东北师大学报（自然科学版） 2011年第4期43卷 72-75页

作者：郭守月袁兴红穆姝慧周倩冯克成安徽农业大学理学院安徽合肥230036 长春理工大学理学院吉林长春130022

利用坡印廷矢量(Poynting vector)的方向就是光线轨迹曲线的切线方向,推出程函方程(Eikonal equation)的矢量式.经分析发现此式包含了光的粒子性与光的波动性因素,光线的传播规律还受介质折射率函数的制约.再由程函方程进一步推得光线方... 详细信息

利用坡印廷矢量(Poynting vector)的方向就是光线轨迹曲线的切线方向,推出程函方程(Eikonal equation)的矢量式.经分析发现此式包含了光的粒子性与光的波动性因素,光线的传播规律还受介质折射率函数的制约.再由程函方程进一步推得光线方程,并给出了应用实例.

关键词：光线光学光线方程坡印廷矢量变折射率介质程函方程

基于光线光学的强激光自聚焦现象的仿真与分析

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基于光线光学的强激光自聚焦现象的仿真与分析

作者：阮望超浙江大学

学位级别：硕士

在研究强激光系统时,非线性自聚焦对光传输的影响是必须考虑的,因为当强激光通过介质发生自聚焦时,会使得某些位置的光功率密度迅速提高,可能造成固体材料的不可逆损伤。通过对包含线性及非线性介质的实际系统进行仿真,根据仿真结果来... 详细信息

在研究强激光系统时,非线性自聚焦对光传输的影响是必须考虑的,因为当强激光通过介质发生自聚焦时,会使得某些位置的光功率密度迅速提高,可能造成固体材料的不可逆损伤。通过对包含线性及非线性介质的实际系统进行仿真,根据仿真结果来判断系统中的哪些部件最可能受到自聚焦的影响,从而改进系统参数来消除不利影响,就有可能优化设计强激光系统。目前的光学设计软件大多基于光线光学,能够对仅含线性介质的光学系统进行仿真分析。因此,利用光线光学仿真非线性自聚焦介质中的光传输,并与现有光学设计软件结合,就可以仿真实际强激光系统,这对这类系统的设计、调试有重要的意义。非线性介质中的光线追迹可以转换为线性介质的光线追迹加上光强分布对折射率分布的调制作用,即把非线性介质分为许多小段,将每一小段看作是线性介质并进行光线追迹,而在每一段的端面上进行光强分布和折射率分布的计算。光线追迹时采用了显式亚当斯法求解光线方程,解决了龙格库塔法不适用于非线性光线追迹的问题。用网格统计方法求光强分布时会产生量化误差,为此,我们提出基于梯度信息的光强分布恢复算法,有效地抑制了量化误差。仿真结果显示,光束在自聚焦过程中会形成多个焦点,且第一个焦点位置随光功率的提高而更靠近入射位置,此外,由于光束横截面不同位置的折射率梯度不一样,因此可能形成局部光束,当局部光束足够强时会产生侧向发散的细光束。为了说明光线光学仿真方法的优点,我们采用光束传输法对自聚焦进行了仿真,并将它与光线光学方法进行了对比。最后,利用一个包含了球面、非球面面型的线性介质和非线性介质的简单混合系统,以画光学系统光线图为例,介绍了混合建模的仿真。本文最终完成的工作有非线性介质中的光线追迹程序,其中包括了光线追迹算法和光分布恢复算法,还在光学设计软件0TS的基础上编写了混合建模的部分程序,另外在MATLAB上实现了用光束传输方法对自聚焦的初步仿真。文中关于非线性自聚焦仿真分析的内容已在《物理学报》上发表论文一篇。

关键词：光线光学实际光线追迹非线性自聚焦光传输仿真亚当斯法

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光纤与光纤技术的光线光学理论研究

光纤与光纤技术的光线光学理论研究

作者：张靓长春理工大学

学位级别：硕士

光纤的发明和发展对生产生活及军事等领域都有很大的影响，光纤的发展取得了辉煌的成就，但仍有巨大的潜力有待开发。本文对光纤的发展及光纤技术做了综述，回顾了光纤的发展历程，略述了光纤的几个应用技术领域并对近几年光纤技术的几... 详细信息

光纤的发明和发展对生产生活及军事等领域都有很大的影响，光纤的发展取得了辉煌的成就，但仍有巨大的潜力有待开发。本文对光纤的发展及光纤技术做了综述，回顾了光纤的发展历程，略述了光纤的几个应用技术领域并对近几年光纤技术的几个热点及它们的发展状况和面临的问题做了简要的叙述，为对光纤及光纤技术研究感兴趣的人提供了有意义的参考。在对光纤及光纤研究做出综述的基础上，对光纤理论做了深入探讨，力求从理论上尝试寻找解决光纤问题根本途径。先对传统的波动光学理论做了概括，主要利用光线光学的理论对光在折射率分布不同光纤中的传输做出了分析，并从光线光学出发引入量子力学的观点，建立了光线量子论的理论体系，应用该理论对光波导、光纤中的光模式、光孤子理论、光纤耦合几个光纤应用领域做了初步探讨，提出了新的展望。

关键词：光纤技术波动光学光线光学光线量子论折射率势阱

光线光学和电子光学的计算机辅助设计——(第二部分)

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光电子技术 1986年第2期 65-74页

作者： K.J.van Oostrum 何文武

软件电子光学软件包电子光学软件包包括实际计算的若干个独立程序,它们都是以过去介绍过的数学和物理概念为基础的。这些计算方法完全可与***早期在本刊和其它地方介绍的方法相比。目前电子光学软件包包括如下一些程序。 RELA:本程序通... 详细信息

软件电子光学软件包电子光学软件包包括实际计算的若干个独立程序,它们都是以过去介绍过的数学和物理概念为基础的。这些计算方法完全可与***早期在本刊和其它地方介绍的方法相比。目前电子光学软件包包括如下一些程序。 RELA:本程序通过求解大量的差分方程来计算各矩形网格的结点电位。 BAAN:本程序用于计算静电场中的电子轨迹,其静电场是用RELA计算出来的数据描述的。BAAN程序同时可以利用磁场计算程序计算出来的数据。

关键词：图形软件包等位线计算机辅助设计计算机辅助技术光线光学几何光学图象电子轨迹

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光线光学和电子光学的计算机辅助设计

光电子学技术 1986年第1期 80-89页

作者：何文武

(第一部分)1854年J.C麦克斯韦发明了鱼眼透镜——一个折射率径向递减的球面,这种透镜能够产生理想的物象(如上所示的计算机绘制图),它的光学特性很容易用解析法计算。这并不是今天用于数据传送的变折射率光学元件的普遍情况。光线光学... 详细信息

(第一部分)1854年J.C麦克斯韦发明了鱼眼透镜——一个折射率径向递减的球面,这种透镜能够产生理想的物象(如上所示的计算机绘制图),它的光学特性很容易用解析法计算。这并不是今天用于数据传送的变折射率光学元件的普遍情况。光线光学元件的折射率分布多少还可

关键词：光线光学几何光学电子轨迹折射率分布计算机辅助设计计算机辅助技术

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光线光学到波动光学的量子化推导

阴山学刊（自然科学版） 2008年第1期22卷 24-25页

作者：田义张爱红哈尔滨工业大学航天学院电子科学与技术系哈尔滨工业大学基础学部黑龙江哈尔滨150001

光线光学是波动光学当波长趋于零的极限情况下得到的,因此可以从标量波动方程推导出光线方程,本文详细介绍了利用量子化理论从光线方程反推出波动方程的过程。

关键词：光线光学波动方程量子理论

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光线光学中符号的规定要自洽

辽宁师范大学学报(自然科学版) 1986年第3期 86-88页

作者：田金柱

光学系统成像,情况十分复杂,为了得到在各种具体条件下都普遍适用的公式,必须规定合适的符号法则.所以光线光学的符号法则是一个重要问题.在通用的光学教材中,符号法则很不统一.这给教学带来一定麻烦.同一本书,应有统一的符号法则,该符... 详细信息

光学系统成像,情况十分复杂,为了得到在各种具体条件下都普遍适用的公式,必须规定合适的符号法则.所以光线光学的符号法则是一个重要问题.在通用的光学教材中,符号法则很不统一.这给教学带来一定麻烦.同一本书,应有统一的符号法则,该符号法则又对应一套公式,在应用公式时,一定要严格执行该公式所应遵循的符号法则.现只就单球面反射公式的推导及形式做一讨论.

关键词：符号法则面反射物象光线光学几何光学自洽

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双半圆柱透镜准直半导体激光光束

中国激光 2006年第7期33卷 937-940页

作者：马华曾晓东安毓英西安电子科技大学技术物理学院陕西西安710071

柱透镜被广泛运用于准直半导体激光光束,而普通圆柱透镜准直能力并不高,为了克服这一不足,提出一种新的柱透镜结构:双半圆柱透镜(DHCL);基于光线传输理论导出该结构柱透镜准直激光光束的基本公式并给出数值模拟的结果。理论分析和数值... 详细信息

柱透镜被广泛运用于准直半导体激光光束,而普通圆柱透镜准直能力并不高,为了克服这一不足,提出一种新的柱透镜结构:双半圆柱透镜(DHCL);基于光线传输理论导出该结构柱透镜准直激光光束的基本公式并给出数值模拟的结果。理论分析和数值模拟均表明:在用于准直半导体激光器输出光束方面,双半圆柱透镜突破了普通圆柱透镜在最佳准直时对透镜材料折射率的限制,提高了结构设计和材料选择的灵活性;特别是在高折射率条件下,双半圆柱透镜对光束的准直能力远远超过了普通圆柱透镜。理论上可以将半导体激光光束快轴方向发散角压缩到0.1 mrad的量级。

关键词：激光技术半导体激光器双半圆柱透镜准直光线光学