连续相位板面形的随机特性研究

吕晨; 张蓉竹

doi:10.7498/aps.63.164203

摘要

根据连续相位板面形分布的随机特性，利用自相关函数和相关长度对其面形特性进行了分析. 采用一个高斯型随机分布函数推导了相关长度与连续相位板远场分布之间的解析关系. 利用数值算法计算了连续相位板远场分布的方差和能量利用率，并计算了不同的相关长度对连续相位板远场分布的具体影响. 结果表明，连续相位板的相关长度越小，远场分布均匀性越好，焦斑形态更加接近于目标焦斑，同时具有较高的能量利用率.

关键词:

According to the stochastic behavior of the continuous phase plate (CPP) surface shape distribution, the autocorrelation function and the correlation length are used to analyze its surface shape characteristics. A Gaussian random distribution function is used to derive the analytic relation between the correlation length and the far-field distribution of CPP. Numerical algorithm is used to calculate the variance and the energy usage rate of CPP's far-field distribution, and also the specific influence of correlation length on far-field distribution of CPP. The conclusion is that the smaller the correlation length, the better the homogeneity of far-field distribution is, and the closer to the target spot the shape of the focal spot will be, and at the same time the higher the energy usage rate will be.

Keywords:

作者及机构信息

吕晨,
张蓉竹

1.
四川大学电子信息学院, 成都 610064

基金项目: 国家高技术研究发展计划（批准号：2013AA8042038）资助的课题.

Authors and contacts

1.
College of Electronics and Information Engineering, Sichuan University, Chengdu 610064, China

Funds: Project supported by the National High Technology Research and Development Program of China (Grant No. 2013AA8042038).

参考文献

[1]	Zhao Z Q, He W H, Wang J, Hao Y D, Cao L F, Gu Y Q, Zhang B H 2013 Chin. Phys. B 22 104202
[2]	Ye W H, Zhang W Y, He X T 2000 Acta Phys. Sin. 49 762 (in Chinese) [叶文华, 张维岩, 贺贤土 2000 49 762]
[3]	L S Y, L B D 2009 Chin. Phys. B 18 3883
[4]	Lin Z Q, Lei A L, Fan W, Zhou S L, Wang L 2013 High Power Laser Sci. Eng. 1 110
[5]	Kilkenny J D, Glendinning S G, Haan S W, Hammel B A, Lindl J D, Munro D, Remington B A, Weber S V, Knauer J P, Verdon C P 1994 Phys. Plasmas 1 1379
[6]	Huang X X, Gao F H, Yuan Q, Hu D X, Zhang K, Zhou W, Dai W J, Deng X W 2013 Acta. Phys. Sin. 62 205206 (in Chinese) [黄小霞, 高福华, 袁强, 胡东霞, 张崑, 周维, 代万俊, 邓学伟 2013 62 205206]
[7]	Rothenberg J E, Auerbach J M, Dixit S N, Haan S W, Pollaine S M, Williams W H 1998 Third International Conference on Solid State Lasers for Application to Inertial Confinement Fusion (Monterey: SPIE) SUPL65
[8]	Li J L, L B D 2008 Chin. Phys. B 17 1840
[9]	Wang Y Y, Liu Z J, Liao Q H, Liu S T 2010 Chin. Phys. B 19 054204
[10]	Yao X, Gao F H, Zhang Y X, Wen S L, Guo Y K, Lin X D 2009 Acta Phys. Sin. 58 3130 (in Chinese) [姚欣, 高福华, 张怡霄, 温圣林, 郭永康, 林祥棣 2009 58 3130]
[11]	Kato Y, Mima K, Miyanaga N, Arinaga S, Kitagawa Y, Nakatsuka M 1984 Phys. Rev. Lett. 53 1057
[12]	Dixit S N, Lawson J K, Manes K R, Powell H T, Nugent K A 1994 Opt. Lett. 19 417
[13]	Lin Y, Kessler T J, Lawrence G N 1995 Opt. Lett. 20 764
[14]	Lin Y, Kessler T J, Lawrence G N 1996 Opt. Lett. 21 1703
[15]	Yang C L, Yan H, Wang J, Zhang R Z 2013 Opt. Express 21 11171
[16]	Feng Y J, Lin Z X, Zhang R Z 2011 Acta Phys. Sin. 60 104202 (in Chinese) [冯友君, 林中校, 张蓉竹 2011 60 104202]
[17]	Lin Z X, Zhang R Z, Yang C L, Xu Q 2010 High Power Laser Paticle Beams 22 2634 (in Chinese) [林中校, 张蓉竹, 杨春林, 许乔 2010 强激光与粒子束 22 2634]
[18]	Wang Y D, Wang J 2006 Stochastic Signal Analysis (2nd ed.) (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) pp77-85 (in Chinese) [王永德, 王军 2006 随机信号分析基础 (第二版) (北京: 电子工业出版社) 第77–85页]
[19]	Yang C L, Zhang R Z, Xu Q, Ma P 2007 Appl. Opt. 47 1465
[20]	Oppenheim A V, Willsky A S (translated by Liu S T) 1998 Signals and Systems (Xi'an: Xi'an Jiaotong University Press) p223 (in Chinese) [奥本海姆 A V, 威尔斯基 A S著 (刘树棠译) 1998 信号与系统 (西安: 西安交通大学出版社) 第223页]

施引文献

[1]	Zhao Z Q, He W H, Wang J, Hao Y D, Cao L F, Gu Y Q, Zhang B H 2013 Chin. Phys. B 22 104202
[2]	Ye W H, Zhang W Y, He X T 2000 Acta Phys. Sin. 49 762 (in Chinese) [叶文华, 张维岩, 贺贤土 2000 49 762]
[3]	L S Y, L B D 2009 Chin. Phys. B 18 3883
[4]	Lin Z Q, Lei A L, Fan W, Zhou S L, Wang L 2013 High Power Laser Sci. Eng. 1 110
[5]	Kilkenny J D, Glendinning S G, Haan S W, Hammel B A, Lindl J D, Munro D, Remington B A, Weber S V, Knauer J P, Verdon C P 1994 Phys. Plasmas 1 1379
[6]	Huang X X, Gao F H, Yuan Q, Hu D X, Zhang K, Zhou W, Dai W J, Deng X W 2013 Acta. Phys. Sin. 62 205206 (in Chinese) [黄小霞, 高福华, 袁强, 胡东霞, 张崑, 周维, 代万俊, 邓学伟 2013 62 205206]
[7]	Rothenberg J E, Auerbach J M, Dixit S N, Haan S W, Pollaine S M, Williams W H 1998 Third International Conference on Solid State Lasers for Application to Inertial Confinement Fusion (Monterey: SPIE) SUPL65
[8]	Li J L, L B D 2008 Chin. Phys. B 17 1840
[9]	Wang Y Y, Liu Z J, Liao Q H, Liu S T 2010 Chin. Phys. B 19 054204
[10]	Yao X, Gao F H, Zhang Y X, Wen S L, Guo Y K, Lin X D 2009 Acta Phys. Sin. 58 3130 (in Chinese) [姚欣, 高福华, 张怡霄, 温圣林, 郭永康, 林祥棣 2009 58 3130]
[11]	Kato Y, Mima K, Miyanaga N, Arinaga S, Kitagawa Y, Nakatsuka M 1984 Phys. Rev. Lett. 53 1057
[12]	Dixit S N, Lawson J K, Manes K R, Powell H T, Nugent K A 1994 Opt. Lett. 19 417
[13]	Lin Y, Kessler T J, Lawrence G N 1995 Opt. Lett. 20 764
[14]	Lin Y, Kessler T J, Lawrence G N 1996 Opt. Lett. 21 1703
[15]	Yang C L, Yan H, Wang J, Zhang R Z 2013 Opt. Express 21 11171
[16]	Feng Y J, Lin Z X, Zhang R Z 2011 Acta Phys. Sin. 60 104202 (in Chinese) [冯友君, 林中校, 张蓉竹 2011 60 104202]
[17]	Lin Z X, Zhang R Z, Yang C L, Xu Q 2010 High Power Laser Paticle Beams 22 2634 (in Chinese) [林中校, 张蓉竹, 杨春林, 许乔 2010 强激光与粒子束 22 2634]
[18]	Wang Y D, Wang J 2006 Stochastic Signal Analysis (2nd ed.) (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) pp77-85 (in Chinese) [王永德, 王军 2006 随机信号分析基础 (第二版) (北京: 电子工业出版社) 第77–85页]
[19]	Yang C L, Zhang R Z, Xu Q, Ma P 2007 Appl. Opt. 47 1465
[20]	Oppenheim A V, Willsky A S (translated by Liu S T) 1998 Signals and Systems (Xi'an: Xi'an Jiaotong University Press) p223 (in Chinese) [奥本海姆 A V, 威尔斯基 A S著 (刘树棠译) 1998 信号与系统 (西安: 西安交通大学出版社) 第223页]

[1]	迟静, 李小雷, 高大治, 王好忠, 王宁. 利用海浪噪声自相关实现散射体无源探测. , 2017, 66(19): 194304. doi: 10.7498/aps.66.194304
[2]	戚聿波, 周士弘, 张仁和, 任云. 一种基于β-warping变换算子的被动声源距离估计方法. , 2015, 64(7): 074301. doi: 10.7498/aps.64.074301
[3]	张同伟, 杨坤德, 马远良, 汪勇. 一种基于单水听器宽带信号自相关函数的水下目标定位稳健方法. , 2015, 64(2): 024303. doi: 10.7498/aps.64.024303
[4]	郭灿, 王志军, 王锦程, 郭耀麟, 唐赛. 直接相关函数对双模晶体相场模型相图的影响. , 2013, 62(10): 108104. doi: 10.7498/aps.62.108104
[5]	王峰, 彭晓世, 杨冬, 李志超, 徐涛, 魏惠月, 刘慎业. 基于神光Ⅲ原型的背向散射实验技术研究. , 2013, 62(17): 175202. doi: 10.7498/aps.62.175202
[6]	张锐, 李平, 粟敬钦, 王建军, 李海, 耿远超, 梁樾, 赵润昌, 董军, 卢宗贵, 周丽丹, 刘兰琴, 林宏奂, 许党朋, 邓颖, 朱娜, 景峰, 隋展, 张小民. 采用光谱色散平滑和连续相位板实现靶面均匀辐照的实验研究. , 2012, 61(5): 054204. doi: 10.7498/aps.61.054204
[7]	陈俊, 史琳, 王楠, 毕胜山. 基于分子动力学模拟流体输运性质的稳定性分析. , 2011, 60(12): 126601. doi: 10.7498/aps.60.126601
[8]	占江徽, 姚欣, 高福华, 阳泽健, 张怡霄, 郭永康. 惯性约束聚变驱动器连续相位板前置时频率转换晶体内部光场研究. , 2011, 60(1): 014205. doi: 10.7498/aps.60.014205
[9]	刘曼, 程传福, 宋洪胜, 滕树云, 刘桂媛. 高斯相关随机表面光散射散斑场相位奇异及其特性的理论研究. , 2009, 58(8): 5376-5384. doi: 10.7498/aps.58.5376
[10]	姚欣, 高福华, 高博, 张怡霄, 黄利新, 郭永康, 林祥棣. 惯性约束聚变驱动器终端束匀滑器件前置时频率转换系统优化研究. , 2009, 58(7): 4598-4604. doi: 10.7498/aps.58.4598
[11]	姚欣, 高福华, 张怡霄, 温圣林, 郭永康, 林祥棣. 激光惯性约束聚变驱动器终端光学系统中束匀滑器件前置的条件研究. , 2009, 58(5): 3130-3134. doi: 10.7498/aps.58.3130
[12]	范燕, 夏光琼, 吴正茂. 光注入下外光反馈半导体激光器输出自相关特性研究. , 2008, 57(12): 7663-7667. doi: 10.7498/aps.57.7663
[13]	程勇, 张雄, 伍林, 毛慰明, 尤莉莎. 用离散相关函数方法分析Blazar天体的γ射线和射电辐射的相关性. , 2006, 55(2): 988-994. doi: 10.7498/aps.55.988
[14]	张秋菊, 盛政明, 王兴海, 满宝元, 苍宇, 张杰. 相位反射产生的激光场空洞现象及其与激光等离子体参数相关性研究. , 2006, 55(5): 2347-2351. doi: 10.7498/aps.55.2347
[15]	曾　丽, 娄采云, 章恩耀. 偏振模色散模拟器的特性. , 2005, 54(3): 1241-1246. doi: 10.7498/aps.54.1241
[16]	侯岩雪, 马海强, 吴令安. 一种测量弱光拍频的方法. , 2005, 54(2): 574-577. doi: 10.7498/aps.54.574
[17]	郭冠军, 邵芸. 地面对激光雷达信号散射的统计研究. , 2002, 51(2): 228-234. doi: 10.7498/aps.51.228
[18]	张西芹, 邢达. 超声调制介质中漫散射光自相关性质研究. , 2001, 50(10): 1914-1919. doi: 10.7498/aps.50.1914
[19]	肖峻, 吕百达, 姜明. 零相关位相板准远场应用的数值研究. , 2000, 49(12): 2383-2388. doi: 10.7498/aps.49.2383
[20]	谢培良. 激光横模相位补偿的远场分布. , 1978, 27(5): 496-507. doi: 10.7498/aps.27.496

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