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文档简介

2 7高斯光束 4 1高斯光束的基本性质及特征参数 腔的行波场特性 决定输出光束特性 基横模输出光束 光强和振幅 高斯分布 高斯光束的特征 光强与振幅分布 高斯分布 振幅下降1 e处 光斑 束半径 0 束腰 光束最细 光斑半径最小处 坐标Z 0 激光束 马鞍形 光斑半径 与腔的轴线在z点相交的等相位面曲率半径为 等相位面 近似球面 O Z 其曲率中心和曲率半径随传播过程而改变 振幅和强度在横截面内为高斯分布 远场发散角 瑞利长度ZR 高斯光束光斑面积是束腰处的两倍 在 ZR ZR 即2ZR长度内 为高斯光束的准直距离 此范围内光束可近似认为是平行的 瑞利长度越长 意味高斯光束准直性越好 当Z ZR 光斑半径 共焦参量 2 高斯光束特征参数 光斑半径 腰斑半径 束腰 波面曲率半径 束腰处 q参数 q0 q参数 复曲率半径 f 共焦参量 远场发散角 2 8高斯光束的传输与变换规律 高斯光束的特征参数计算问题类型 2 已知任一坐标Z处的光斑半径及等相面 3 高斯光束的q参数变换问题 q参数 复曲率半径 束腰处 q参数 q0 由ABCD法则 1 在自由空间中的传播 高斯光束q参数变换规律 ABCD公式 f 共焦参量 2 通过焦距为F的薄透镜q变换 A B 1 求 已知 二 用q参数分析高斯光束经单透镜的传输过程 2 求镜后束腰 1 求 方法二 关键 求变换矩阵 2 求镜后束腰 当入射束腰位于透镜前焦点时 出射束腰在后焦点 与几何光线不同 多个透镜系统的变换 逐个利用公式计算 2 9高斯光束的聚焦和准直 讨论 F一定 l一定时l 0 变化情况 腰斑放大率 高斯光束聚焦 F一定时 2 高斯光束聚焦 F一定时 3 且 高斯光束聚焦 F一定时 F一定 1 短焦距透镜会聚 减小 2 即把入射高斯光束腰斑放在透镜表面 并增大入射光束腰 使 3 增大束腰至透镜前焦点距离 欲获得小值 以获得较好的聚焦效果 可采用 高斯光束聚焦 结论 腰斑小 光束发散角大 发散得快 腰斑大 光束发散角小 发散得慢 原则上说 不可能用单透镜将高斯光束转换成平面波 二 高斯光束的准直 压缩光束发散角使能量集中 1 单透镜准直 时 有较好的准直效果 2 望远镜准直 共焦面系统 先用一个短焦距透镜将高斯光束聚焦 以获得极小腰斑 再用一个长焦距透镜改善其方向性 时 将高斯光束聚焦于L1透镜后焦面上
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