[发明专利]一种基于环形阵列艾里高斯光束的远场聚焦能力提高方法

权利要求书

1.一种基于环形阵列艾里高斯光束的远场聚焦能力提高方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取艾里光束，将所述艾里光束经高斯光阑调制后得到艾里高斯光束；

将多个所述艾里高斯光束按第一预设半径的环形均匀分布排列，建立第一环形阵列艾里高斯光束模型；将多个所述艾里高斯光束按第二预设半径的环形均匀分布排列，建立第二环形阵列艾里高斯光束模型；

将所述第一环形阵列艾里高斯光束模型与所述第二环形阵列艾里高斯光束模型进行嵌套处理，以建立双环形阵列艾里高斯光束理论模型；

通过所述双环形阵列艾里高斯光束理论模型增大远场聚焦区间长度和提升远场聚焦区域能量；

其中，所述第一环形阵列艾里高斯光束模型，表示为：

其中，表示单个艾里高斯光束的初始光场，a代表着衰减系数，满足0＜a≤1的条件，g代表着分布因子，满足0≤g的条件，Ai代表着艾里函数，n代表着围成环状所需的单个艾里高斯光束的总个数，j＝1,2,3,...,n表示第j个子光束，E^CAAGB(s_x,s_y,0)由n个艾里高斯光束初始光场叠加而成，表示环形阵列艾里高斯光束的初始面光场分布情况；

所述分布因子g，满足0≤g的条件，用于调控光束光强下降速度，g越大，光强下降速度越缓慢，聚焦区间长度越长；g越小，光强下降速度越快，聚焦区间长度越短，g＝0时光束退化为环形阵列艾里光束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将多个所述艾里高斯光束按第一预设半径的环形均匀分布排列，满足公式：

s_x＝X/w₀

s_y＝Y/w₀

其中，x与y代表着横坐标与纵坐标，w₀代表着任意横向标度，s_x与s_y代表着无量纲横坐标与无量纲纵坐标，n代表着围成环状所需的单个艾里高斯光束的总个数，j＝1,2,3,...,n表示第j个子光束，d代表着横向位移量，它与半径r之间满足的关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双环形阵列艾里高斯光束理论模型，表示为：

其中，E^DCAAGB(s_x,s_y,0)表示双环形阵列艾里高斯光束理论模型的初始光场，与分别表示处于内部与外部的环形阵列艾里高斯光束的初始光场。

4.一种基于环形阵列艾里高斯光束的远场聚焦能力提高装置，其特征在于，包括以下模块：

获取模块，用于获取艾里光束，将所述艾里光束经高斯光阑调制后得到艾里高斯光束；

构建模块，用于将多个所述艾里高斯光束按第一预设半径的环形均匀分布排列，建立第一环形阵列艾里高斯光束模型；将多个所述艾里高斯光束按第二预设半径的环形均匀分布排列，建立第二环形阵列艾里高斯光束模型；

嵌套模块，用于将所述第一环形阵列艾里高斯光束模型与所述第二环形阵列艾里高斯光束模型进行嵌套处理，建立双环形阵列艾里高斯光束理论模型；

提升模块，用于通过所述双环形阵列艾里高斯光束理论模型增大远场聚焦区间长度和提升远场聚焦区域能量；

其中，所述第一环形阵列艾里高斯光束模型，表示为：

其中，表示单个艾里高斯光束的初始光场，a代表着衰减系数，满足0＜a≤1的条件，g代表着分布因子，满足0≤g的条件，Ai代表着艾里函数，n代表着围成环状所需的单个艾里高斯光束的总个数，j＝1,2,3,...,n表示第j个子光束，E^CAAGB(s_x,s_y,0)由n个艾里高斯光束初始光场叠加而成，表示环形阵列艾里高斯光束的初始面光场分布情况；

所述分布因子g，满足0≤g的条件，用于调控光束光强下降速度，g越大，光强下降速度越缓慢，聚焦区间长度越长；g越小，光强下降速度越快，聚焦区间长度越短，g＝0时光束退化为环形阵列艾里光束。