激光原理与技术课程设计

1、电子科技大学UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA激光原理与技术课程设计师:名:号:题目编程计算图示谐振腔的稳定性与光焦度1/ F的关系。可取 R =R=,1 i=250mm,l 2=200mm,用matlab程序计算光线在腔内的轨迹,初始光演示腔稳定和不稳定时光线在腔内往返次数增加时光线轨迹。线参数可以任意选择。Ril1I2R2M1M2利用matlab编程如下:clear,clcL1=250;L2=200;R1=i nf;R2=i nf;syms d;T=1,L1;0,1*1,0;-d,1*1,L2;0,1*1,0;-

2、2/R2,1*1,L2;0,1*1,0;-d,1*1,L1;0,1*1,0;-2/R1,1;A=T(1,1);B=T(1,2);C=T(2,1);D=T(2,2);h=(A+D)/2;ezp lot(h,0,)title('谐振腔的稳定性);xlabel('透镜光焦度D(/mm)' );ylabel('等效g1g2')运行结果:题目计算输出镜M和透镜上的模式半径与光焦度1/F的关系。利用 matlab 编程如下：clear,clcL1=250;L2=200;R1=i nf;R2=i nf;w1=T0A-3;syms dT1=1,L2;0,1*1,0;-2

3、/R2,1*1,L2;0,1*1,0;-d,1*1,L1;0,1*1,0;-2/R1,1*1,L1;0, 1*1,0;-d,1;A1=T1(1,1);B1=abs(T1(1,2);C1=T1(2,1);D1=T1(2,2);h1=(A1+D1)/2;W1=(w1*B1/ pi)A(1/2)/(1-h1A2)A(1/4);T2=1,0;-2/R2,1*1,L2;0,1*1,0;-d,1*1,L1;0,1*1,0;-2/R1,1*1,L1;0,1*1,0;-d, 1*1,L2;0,1;A2=T2(1,1);B2=abs(T2(1,2);C2=T2(2,1);D2=T2(2,2);h2=(A2+D2

4、)/2;W2=(w1*B2/pi)A(1/2)/(1-h2A2)A(1/4);figure (1)ezplot(W1,0,);title( '透镜上的光斑半径 ' );xlabel( '透镜光焦度 D(/mm)');ylabel('光束半径 ')figure (2);ezplot(W2,0,)title( '输出镜上的光斑半径 ' );xlabel( '透镜光焦度 D( /mm) ' ) ; ylabel('光束半径 ')figure (3);h1=ezplot(W1,0,);hold on h2=

5、ezplot(W2,0,);set(h2, 'color' ,'r' )title( '透镜和输出镜上的光斑半径 ' );xlabel( '透镜光焦度 D(/mm) ' );ylabel( '光束半径 ')运行结果 ：题目取使谐振腔稳定的F值，计算腔内模式半径与z的关系。利用 matlab 编程如下： clear,clcL1=250;L2=200;R1=inf;R2=inf;F=125;wl=*10A-3;T=1,0;-2/R1,1*1,L1;0,1*1,0;-1/F,1*1,L2;0,1*1,0;-2/R2,1*

6、1,L2;0,1*1,0;-1/F,1*1,L1;0,1;A=T(1,1);B=T(1,2);C=T(2,1);D=T(2,2);qm=1/(2*C)*(D-A)+i*2*sqil(1-(A+D)A2/4);A=1;B=0;C=-2/R1;D=1;q1=(A*qm+B)/(C*qm+D);z0=real(q1);f=imag(q1);w0=sqrt(f*wl/pi);z=0:L1;w=wO*sqil(1+(z+zO).A2/fA2);plot(z,w),hold onA=1;B=L1;C=0;D=1;q2=(A*q1+B)/(C*q1+D);A=1;B=O;C=-1/F;D=1;q3=(A*q

7、2+B)/(C*q2+D);zO=real(q3);f=imag(q3);wO=sqrt(f*wl/pi);z=O:L2;w=wO*sqil(1+(z+zO).A2/fA2);plot(z+L1,w),hold onA=1;B=L2;C=O;D=1;q4=(A*q3+B)/(C*q3+D);A=1;B=O;C=-2/R2;D=1;q5=(A*q4+B)/(C*q4+D);z=O:L2;w=wO*sqil(1+(z+zO).A2/fA2);plot(z+L1,w),hold onA=1;B=L2;C=O;D=1;q6=(A*q5+B)/(C*q5+D);A=1;B=O;C=-1/F;D=1;q7

8、=(A*q6+B)/(C*q6+D);zO=real(q1);f=imag(q1);wO=sqrt(f*wl/pi);z=O:L1;w=wO*sqil(1+(z+zO).A2/fA2);plot(z,w),hold onA=1;B=L1;C=O;D=1;q8=(A*q7+B)/(C*q7+D);title('光斑半径与z的关系');xlabel('透镜光焦度D (/mm) ' );ylabel('光束半径')运行结果 ：题目四取不同的I 1值和R值，计算谐振腔的稳定性，输出镜 M和透镜上的模式半径与光焦度1/F的关系。由于此处matlab程序与前

9、雷同，只显示结果。(1)取 L1=200,R1 = 1000;(2)取 L1=200,R1=-1000;题目五进行光线追迹，计算从 M出发，光线参数为（r。，0）的光线在腔内往返传播的轨迹。(1) 取 r=;theta=;F=100利用matlab编程如下: clear,clcn=10;L1=200;L2=200;R仁inf;R2=inf;F=100; r=;theta=;l=r;theta;T=1,L1;0,1*1,0;-1/F,1*1,L2;0,1*1,0;-2/R2,1*1,L2;0,1*1,0;-1/F,1*1,L1;0,1*1,0;-2/R1,1;A=T(1,1);B=T(1,2);

10、C=T(2,1);D=T(2,2);h=(A+D)/2;d=1/F;x1=linspace(0,L1,L1);x2=linspace(L1,L1+L2,L2);for i=1:ny=I(1,1)+I(2,1)*x1;onplot(x1,y),holdI=1,0;-1/F,1*1,L1;0,1*I;y=I(1,1)+I(2,1)*(x2-L1);plot(x2,y),holdonI=1,0;-2/R2,1*1,L2;0,1*I;y=I(1,1)+I(2,1)*(L2-(x2-L1);plot(x2,y),holdonI=1,0;-1/F,1*1,L2;0,1*I;y=I(1,1)+I(2,1)*

11、(L1-x1);plot(x1,y),holdonI=1,0;-2/R1,1*1,L1;0,1*I;end title( ' 光线追迹 ' );xlabel( 'z ( mm) ' );ylabel( ' 光束位置 ' )运行结果 :光线追迹模拟m=10次光线追迹模拟m=20次光线追迹模拟m=50次光线追迹模拟m=1O0次光线追迹模拟m=500次2) 取 r=;theta=;F=300运行结果 :光线追迹模拟m=10次光线追迹模拟m=20次光线追迹模拟m=50次光线追迹模拟m=1O0次光线追迹模拟m=500次作业补充题：用 matlab matlab 编程如下： syms tN=3;E0=1;L=;c=3*108;w=pi*c/L;A=E0*sin(1/2*(2*N+1)*w*t)/sin(1/2*w*t);B=A2;figure (1) ezplot(A,0,);title('? ? -u'xlabel( 't( ?