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近年来,人们对光束的研究,已经从具有衍射的高斯光束到无衍射的贝塞尔光束;从沿直线传输的贝塞尔光束到具有自加速特性的Airy光束以及推广的自加速光束。这些光束不仅得到了实验证实,同时由于其特殊性质被广泛的应用于等离子体通道、光学微操控以及激光医学治疗等领域。 本文对自加速Airy光束的研究背景和国内外研究现状做了详细介绍。作为研究基础,论文介绍了自加速Airy光束的基本理论,并结合理论分析阐述了Airy光束的自加速、无衍射和自愈特性。 为了实现对Airy光束的调控,我们结合坐标旋转理论,在产生普通Airy光束的立方相位中引入旋转角因子,从而得到Quasi-Airy光束。通过改变旋转角因子,可以灵活调节该光束的强度分布及其传播方向。同时,我们从数值模拟和实验探究了Quasi-Airy光束的无衍射、自愈和自加速特性。在Quasi-Airy光束的理论基础上,对其相位函数二值化,并引入线性调制因子,得到了Twin-Quasi-Airy光束,而且对其传输特性进行了研究。研究表明,我们只需调控上述两个因子,即可得到沿着任意方向传播的Quasi-Airy光束,同时改变出射点位置。理论计算结果和实验结果高度吻合。 为了得到可调谐传播轨迹的自加速Airy光束,我们从几何光学知识点出发,首先论证了自加速Airy光束的空间频率与其抛物线轨迹之间的定量关系,发现自加速Airy光束可以由3/2次相位函数得到。通过研究,进一步给出了从给定加速轨迹计算加速光束的相位函数的一种简单计算方法。作为计算实例,基于该方法求出了沿着圆弧形、四次方函数、对数函数轨迹传播的加速光束的相位函数,并通过数值模拟和实验验证证明了该方法的可行性。