探索有限能量艾里光束的动力学：一种轨迹分析视角

在实践中，艾里光束只能以近似方式重现，具有有限空间扩展因而能量有限。为此，文献中报道了基于便捷调节孔径函数透射特性的不同方法。为研究截断所产生的效应以及所设计光束展现的传播特性，本文采用基于轨迹方法的新视角，作为更常用于研究强度分布传播的密度图的补充。我们考虑三种不同的孔径函数，并与理想艾里光束卷积。如所示，相应轨迹揭示了所分析光束表现出的传播动力学的更深物理洞见，因其与光束经历的局部相位变化直接关联，这与常用标准工具提供的全局信息形成对比。此外，我们引入一个新参数，即逃逸率，它使我们能对强度分布进行分段分析而不对其产生任何改变，例如明确确定在传播各阶段有多少能流贡献于主极大，或自加速横向传播持续多久。本工作所呈现的分析从而提供了对有限能量艾里光束行为的洞见，因此有望有助于利用此类特殊光束的设计与应用。