文献综述
摘要：随着数字波面技术的发展，我们可以数值模拟整个高斯光束传输过程，抽取其中一个位置光场复振幅数据，结合衍射算法，进行传输计算，并且与初始条件比对修正。利用波前传感器测量某一位置光场数据，并据此开展数值计算。为了获得正确的波前信息与光束参数，有必要深入研究模拟整个高斯光束传输过程的衍射算法。
一、研究背景
衍射问题是光学中遇到的最困难的问题之一，在衍射理论中很少存在某种意义上可以认为是严格的解。
1947年，Goos和Hauml;nchen实验证实了古斯-汉欣位移。古斯-汉欣位移是一种反常的光学现象，当一束有限横截面积的光束在不同折射率的两种介质界面发生全反射时将产生一个侧向的位移，也就是说反射点和入射点不在同一点，此位移就称为古斯-汉欣（Goos-Hauml;nchen，GH）位移。
1975年，英伯特、利维和哥斯达·德·博勒加德研究了全反射下的反射光束另一个新的位移。这种位移，也就是垂直于古斯-汉欣位移的位移，通常被称为横向位移;它是非常小的量，并且必须被放大后才能被检测到。
根据角谱理论，光在自由空间中由衍射屏到观察屏的传播过程，在频域中等效为一个理想低通滤波器，在有限的观察面上，只能接收部分频率的衍射光波，离散计算时，需要选择合适的离散点数对空间频率离散化，当衍射距离增大时，为获得更为丰富的频谱成分，必须增加抽样点数以减小抽样频率间隔，但这样计算量会成倍增加。根据标量衍射理论,瑞利-索末菲公式是衍射问题的准确解，菲涅耳衍射积分可以视为是瑞利一索末菲公式中衍射长度展开式保留2次项的傍轴近似。为提高波面重建质量，将瑞利一索末菲公式中衍射长度展开式保留到4次项进行研究是一种可取的途径。然而，通过研究,能够直接使用瑞利-索末菲公式或消傍轴近似的其他衍射公式重建物光场，可以得到更准确的结果。
二、研究现状
2.1国外研究现状
高斯光束的理论表达式描述了高斯光束的整体传输特性，但并未描述光束内每个光子的传播。目前所用的模拟方法可分两类：1)将高斯光束模拟为锥形光束，即将高斯光束分为许多微小的光锥，每个光锥内的光子数按高斯分布确定，光子沿光锥中心轴线传播；2)光束内的光子按高斯分布随机传播，即光子在束腰截面的初始发射点和到达任一垂轴截面上的点均按光强服从高斯分布的条件随机确定。
