Comparison of beam profiles from analytic solution and computational models

Abstract

Bu tezde, Huygens-Fresnel entegralini, büklüm entegrali ve Fourier dönüşüm entegrali olarak hesaplayıp elde edilen ışık huzme profillerini, Huygens-Fresnel entegralinin analitik çözümünden elde edilen sonuçlarla kıyasladık . Kıyaslamalar Gaussian, Cos-Gaussian, Cosh-Gaussian, Sine-Gaussian, Sinh-Gaussian ve Annular gibi değişik ışık huzme tipleri üzerinde yapıldı. Kıyaslamaları yapmak için bir matlab kodu geliştirdik, bu kod kaynak düzlemede ışık huzmelerini oluşturabilmekte ve yoğunluklarını çizebilmekte, alıcı düzlemi için Huygens-Fresnel dağılma entegralinin her üç yaklaşımını hesaplayabilmekte, ve elde edilen sonuçları kıyaslayabilmektedir. Bu kod kullanılarak bahsi geçen ışık huzme tipleri için. alıcı düzlemde ki ışık yoğunlukları serbest uzayda, farklı yayılma mesafelerinde ve değişik huzme parametreleri ile hesaplanmış analitik çözüm ile farkları hesaplanmıştır.

In this thesis, we have compared the receiver plane beam profiles by computing the Huygens-Fresnel integral as convolution integral and Fourier integral operator and the results obtained from analytic derivation. The comparisons made on different beam types such as Gaussian, Annular-Gaussian, Sine-Gaussian, Sinh-Gaussian, Cos-Gaussian, Cosh-Gaussian beams. To make computations and comparisons we have developed a Matlab code, this code formulates the field expression for beam types on source plane, computes the receiver plane intensity distribution for three approaches of Huygens-Fresnel diffraction integral, and compares the results. Using this code, for the mentioned beam types, receiver beam profiles are computed and compared against different propagation distances and different beam parameters in free space.