激光原理與技術(shù)--第四章激光的基本技術(shù)(編輯修改稿)
2025-01-04 10:50 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 穩(wěn)流的。 ?第二、氖的不同同位素的原子譜線中心有一定頻差。 ?第三、頻率的穩(wěn)定性與蘭姆凹陷中心兩側(cè)的斜率大小有關(guān)。 飽和吸收法穩(wěn)頻 412所示。 圖 412 飽和吸收法穩(wěn)頻的裝置示意圖 圖 413 吸收介質(zhì)的吸收曲線 ，在吸收介質(zhì)的吸收曲線上也有一個(gè)吸收凹陷，如圖 413所示 ，碰撞增寬很小，所以吸收線中心形成的凹陷比激光管中蘭姆凹陷的寬度要窄得多。 高斯光束通過(guò)薄透鏡時(shí)的變換 1. 透鏡的成像公式： fss 111 ??? ，注意參數(shù)的正負(fù)。 2. 從光波的角度看，規(guī)定發(fā)散球面波的曲率半 徑為正，會(huì)聚成像公球面波的曲率半徑為負(fù)，則如 右圖所示，上式可改寫(xiě)為： 球面波通過(guò)薄透鏡的變換 fRR 111 ???從波動(dòng)光學(xué)的角度講，薄透鏡的作用是改變光波波陣面的曲率半徑。 3. 將透鏡的變換應(yīng)用到高斯光束上。如下圖所示，有以下關(guān)系： fRR 111 ????? ?? ① ② 高斯光束通過(guò)薄透鏡的變換 實(shí)際問(wèn)題中，通常 和 是已知的，此時(shí) ，則入射光束在鏡面處的波陣面半徑和有效截面半徑分別為 ： 0? ssz ?0])(1[ 220ssR ????? 2200 )(1 ????? s??4. 由① 和②式可求得出射光束在鏡面處的波陣面半徑 和有效截面半徑 。 ??????????????????????????),(39。),(39。)(1])(1[111002200220 fsgfshRsssRfRR?????????????高斯光束通過(guò)薄透鏡的變換 ???????????????????????????????????????????22220222200220)(1)(1)(1])(1[RRRssssR????????????????這樣我們可以通過(guò)入射光束的 、 來(lái)確定出射光束的 、 了。 0? s0??s? 高斯光束的聚焦 短焦距：即 fR ???????????????????????????? ?1 ])(1[)39。39。(139。1212222?????????fffRRsfRffRfRfffs ???? ])(1[ 22????? ???? ? 21 1)1( xxx在滿足條件 和 的情況下，出射的光束聚焦于透鏡的焦點(diǎn)附近。如圖所示，這與幾何光學(xué)中的平行光通過(guò)透鏡聚焦在焦點(diǎn)上的情況類似。 fR?? 12 ?????f 短焦距透鏡的聚焦 ?????????????????????????? 122222222222202 ])(1[)()(1)()(11???????????????????????fffffffRfR 高斯光束的聚焦 ? 前一種方法就是要采用焦距小的透鏡 2200)(1)( ????? zz ??即縮短 和加大 都可以縮小聚焦點(diǎn)光斑尺寸的目的。 ? 后一種方法又有兩種途徑：一種是通過(guò)加大 s來(lái)加大 ?；另一種辦法就是加大入射光的發(fā)散角從而加大 ? ， 加大入射光的發(fā)散角又可以有兩種做法 ，如圖 用凹透鏡增大 ω后獲得微小的 ω’0 用兩個(gè)凸透鏡聚焦 2200)(1)( ????? zz ?? 022 ???? ? 高斯光束的聚焦 sssffssfssfssfsf39。 1)( )(1)(1)(100002202200202200022000?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 這與幾何光學(xué)中物、象的尺寸比例關(guān)系是一致的。 通過(guò)以上的討論我們看到，不論是聚焦點(diǎn)的位置，還是求會(huì)聚光斑的大小，都可以在一定的條件下把高斯光束按照幾何光學(xué)的規(guī)律來(lái)處理 高斯光束的聚焦 入射高斯光束的腰到透鏡的距離 s等于透鏡焦距 f的情形 (1) fssRRsffRfRRffRssRfs?????????????????????????????????????????????????????220022220220220)(1)(1])(1[111])(1[])(1[???????????????????同理有： 002222022022002200)(1])(1[)(1)(1 ??????????????????????fRffRfsfs?????????????????????????????????????(3)根據(jù)高斯光束的漸變性可以設(shè)想，只要 和 相差不大，高斯光束的聚焦特性會(huì)與幾何光學(xué)的規(guī)律迥然不同。 sf 高斯光束的準(zhǔn)直 00 ???? f??2. 可以看出，增大出射光束的腰粗就可以縮小光束的發(fā)散角。 sssf 39。00 ?????：改善光束的方向性，壓縮光束的發(fā)散角。 022???? ?00122101200201022 222???????????????????????MffMMffffff???????????????????????????????????????，短焦距的凸透鏡和焦距較長(zhǎng)的凸透鏡可以達(dá)到準(zhǔn)直的目的。 倒裝望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)壓縮光束發(fā)散角 M’是高斯光束通過(guò)透鏡系統(tǒng)后光束發(fā)散角的壓縮比。 M是倒置望遠(yuǎn)鏡對(duì)普通光線的傾角壓縮倍數(shù)。由于 f2＞ f1，所以 M＞ 1。 又由于 ?＞?0，因此有 M’ ?M ＞ 1 激光調(diào)制的基本概念 1. 激光調(diào)制就是把激光作為載波攜帶低頻信號(hào)。 。這里講的主要是外調(diào)制。 00( ) ( 1 c o s ) c o s( )mE
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