高斯光束在三维光滑非均匀介质中的衍射:基于程差的复几何光学方法
光学
2009-11-11 v3 等离子体物理
摘要
本文从头阐述了应用于标量高斯光束在三维光滑非均匀介质中传播与衍射的傍轴复几何光学(CGO)。傍轴 CGO 处理复程差的二次展开,并将波动问题化简为 Riccati 型常微分方程的解。与全波或抛物型(准光学)方程相比,这极大简化了高斯光束衍射的描述。对于在均匀介质中传播或沿透镜状介质对称轴传播的高斯光束,CGO 方程具有解析解,否则可轻易数值求解。作为一个非平凡例子,我们考虑了在轴对称波导介质中沿螺旋光线的高斯光束传播与衍射。结果表明,光束椭圆截面的长轴无界增长;其主要取向为方位角(副法线)方向,且不遵循平行移动定律。
引用
@article{arxiv.physics/0506158,
title = {Diffraction of Gaussian beam in a 3D smoothly inhomogeneous media: eikonal-based complex geometrical optics approach},
author = {P. Berczynski and K. Yu. Bliokh and Yu. A. Kravtsov and A. Stateczny},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0506158},
year = {2009}
}
备注
17 pages, 4 figures