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激光理论研究的主要课题之一就是激光的相干性。激光光束的相干性也是评价激光光束质量的重要指标之一,高相干性的激光束在全息、测量、断层扫描、光刻及光通信等领域都拥有广阔的应用前景。与此同时,Airy光束又是激光研究中非常火热的课题之一,其作为一种近似的无衍射光束被产生。有限能量Airy光束在自由空间传输时所具有的无衍射、自加速、自愈合三大特性使其在光学、测量与激光通信等应用领域占有十分重要的地位。本文正是基于以上两点而对有限能量Airy光束的空间相干特性进行了研究,主要工作如下: 第一、研究了产生有限能量Airy光束的源高斯光束(source Gaussian beam,SGB)、有限能量Airy光束(finite energy Airy beam,FEAB)及有限能量Airy光束的主瓣拟合出的高斯光束(Gaussian beam fitted by the main lobe of FEAB,FGB)这三类光束的空间相干性并作出了比较分析。研究结果表明:三类光束的空间相干函数都是关于横向坐标差值且与截取因子有关的高斯型函数,当截断因子从0增大到1时,SGB的空间相干宽度变窄,空间相干性变差,而有限能量Airy光束的空间相干宽度展宽,空间相干性逐步变好;当衰减因子a0.5时,这两种光束空间相干宽度相等。另外,FEAB的空间相干宽度会随着截取因子的增大而增大直到非常接近 FGB的空间相干宽度但始终达不到,原因就在于FEAB的旁瓣对空间相干性起到了抑制作用。研究还发现用空间相干宽度来定义有限能量Airy光束的束宽具有一定的优越性。 第二、研究了具有非线性相位的有限能量 Airy光束的空间相干演化特性。研究结果表明:线性传输后的有限能量 Airy光束的空间相干函数不再是横向坐标差值的高斯型函数而是与截取因子、自由空间传输距离及非线性相位相关的类似于高斯的单峰对称型函数。随着截取因子和表征非线性相位的B积分的值的不断增大,这类光束的空间相干宽度越来越窄,其空间相干性越来越差;同时随着传输距离的不断增大,这种光束的空间相干宽度却越来越宽,空间相干性越来越好。 该研究的创新点在于提出了以空间相干宽度来定义光束束宽的新方法,并利用广义Van Cittert-Zernike定理详细分析了FEAB的空间相干性,对后来的涉及Airy光束的研究具有积极的参考价值。