مطالعه‌ی نظری و تحلیلی باریکه‌های فرش‌ شعاعی بر اساس تابش گاوسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه اراک

2 گروه فیزیک-دانشکده علوم پایه-دانشگاه لرستان-خرم آباد-ایران

چکیده
با توجه به اینکه در اکثر کاربردهای عملی از نمایه‌‌های باریکه گاوسی لیزرها استفاده می‌شود در این پژوهش، فراتر از اعمال تقریب موج تخت، ما با انتخاب یک تابش گاوسی همدوس بر یک ساختار دوبعدی جدایی‌پذیر نوری، چارچوبی عملی‌تر از پراش باریکه نوری را توسعه می‌دهیم که شرایط تجربی دنیای واقعی را بهتر منعکس می‌کند. نتایج نشان می‌دهند که این فرآیند علاوه بر اینکه منجر به تشکیل باریکه‌های نور ساختار یافته می‌گردد با افزایش فاصله انتشار، این نوع باریکه‌ها شکل و ساختار عرضی خود را حفظ می‌کنند، این ویژگی ناوردایی در شکل، آن‌ها را برای کاربردهای دقیق و کنترل‌شده در علم و فناوری بسیار ارزشمند می‌سازد. افزون بر این، تاثیر تغییرات طول ‌موج باریکه فرودی بر الگوی پراش توری فاز شعاعی با نمایه باینری مورد بررسی قرار می‌گیرد. تحلیل‌ها نشان می‌دهد که توزیع شدت دارای تقارن سمتی است و تعداد لوب‌ها در الگوهای شدت و فاز پراش‌یافته، دو برابر تعداد پره‌های توری فازی شعاعی باینری است. یک مدل جامع و کاربردی پراش بر اساس انتگرال فرنل کیرشهف برای برهم‌کنش باریکه گاوسی با توری‌های فاز شعاعی باینری در مختصات قطبی ارائه شده است که از آن، عبارات تحلیلی برای میدان نوری مختلط حاصل استخراج می‌شوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Theoretical and Analytical Investigation of Radial Carpet Beams Based on Gaussian Beam Illumination

نویسندگان English

Zahra Tahmasebi 1
Ali Mohammad Khazaei 2
Ali Reza Smaeiili 1
1 Arak university
2 Lorestan University- Khoram Abad- Iran
چکیده English

According to the most practical applications that use the Gaussian beam profiles from lasers in this study, Going further than applying the plane wave approximation, we consider a Gaussian coherent illumination on the two-dimensional separable structures to develop a more practical framework of the diffraction of a Gaussian beam by a radial phase grating with a binary profile that better reflects real-world experimental conditions. The results clearly demonstrate that this process leads to the formation of radial carpet beam patterns. These beams preserve their transverse structure during propagation, a property that makes their shape-invariance highly valuable for precise and controlled applications in science and technology. Furthermore, the influence of variations in the wavelength of the incident beam on the diffraction pattern of the radial phase grating with a binary is examined. The analysis reveals that the intensity distribution exhibits rotational symmetry, and that the number of lobes in the diffracted intensity and phase patterns is twice that of the corresponding radial phase grating with a binary. A comprehensive Fresnel diffraction model for a Gaussian beam interacting with radial phase gratings with a binary phase is presented, from which analytical expressions for the resulting complex optical field are derived.

کلیدواژه‌ها English

Diffraction
Grating
Radial Carpet Beam
Structured Light

تحت نظارت وف ایرانی