矢量高斯光束傳播分析和近軸球面近似有

效性

卡爾G.陳，保羅T.康科拉，胡安費雷拉，拉爾夫·K.海爾曼，和Mark

L.影子城堡

麻省理工大學，劍橋，馬薩諸塞州02139

收稿2001年3月5日;五月接受24，2001;修改稿收到2001年6月20日

許多系統在光通信和測量利用高斯光束，如從單模光纖點衍射干涉自由空間傳播和干涉光刻的分析，將受益于高斯光束傳輸的精確分析模型. 我們提出了高斯光束傳播通過使用平面波的角譜的眾所周知的方法的完整矢量分析。高斯光束假定遍歷一個自由，均勻，各向同性的線性非磁性電介質。角譜表示在其載體形式，被施加到一個問題高斯光強的邊界條件。經過一些數學運算，每個非零傳播 電場分量被表示為一個冪級數展開項。先前導出的分析工作冪級數的橫向場，其中第一項(零階)中的膨脹對應于通常的標量傍軸近似。我們確認這個結果，并得出相應的縱向冪系列。我們證明了領先的縱向期限相當于其數值第一學期橫 標量傍軸術語以上，從而表明當超越了一個完整的矢量理論需要 標量傍軸近似。盡管一個緊湊的分析形式主義的優點，從而實現快速 和高斯光束系統的精確建模，這種方法有一個顯著的缺點。高階條件在分歧是從最初的邊界足夠遠的位置，產生非物理結果。因此，任何有意義的使用擴展方法的要求進行了認

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總結

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