高斯光束的傳播特性-在線瀏覽
2024-08-31 16:46本頁面
【正文】 間的夾角： ????????????2200 )(1)()(2lim2???????zzzzz02222?????? ???L高階模的發(fā)散角隨階次的增大而增大，方向性變差！ 02222?????? ??L不同的腰半徑的激光光束的遠場發(fā)散角對比圖 r a df ???????m?? ?例： 某共焦腔氦氖激光器， L=30cm, 某共焦腔二氧化碳激光器， L=1m, m?? ?r ???? 一般激光器的遠場發(fā)散角都很小，約為 10－ 3弧度，也就是表明激光具有很好的方向性。 決定一個模式能否振蕩，能獲得多大的輸出功率，與其它模式的競爭情況等。 意義：模體積大。 ? ?? ?zyxi ,e xp ??2 ： 位相因子，決定了共焦腔的位相分布 ? ? ? ?? ?zyxiw yxywHxwHCzyxussnsmmnmn ,e x p12e x p212212,222222 ???? ????????? ????????????? ?????????? ???二、振幅分布和光斑尺寸 振幅分布 對基橫模 TEM00 ???????? ????222200 12e x psmnyxCU??—— 基模截面是高斯函數(shù) 基橫模 TEM00的光強 ???????? ?????2222220000 14e x psmnyxCUI??光斑尺寸振幅下降為最大值 1/e時的光斑半徑 222 41212)( Lzz ss ???? ??????????????????????LyxωLzzsssss22222 41212)(])2(1[2)( 2L zLz ??? ???①當 z=0 時， 達到最小值 ? ?z? ???? Ls21210 ??—— 高斯光束的基模腰斑半徑 (腰粗 ) ②當 時，即在鏡面上時，有： 2Lfz ????? ? ???? Lz ?? 02 在縱截面上的表達式 )(z?1)()(1)(2121])2(1[2)(2202202220002??????????????????????????????????zzzLLzLzs1)( 2202202?? ????? z—— 光斑半徑隨 z按照雙曲線規(guī)律變化。 高斯光束的傳播特性 回顧 —— 求解對稱開腔中的自再現(xiàn)模積分方程 ,了解輸 出激光的具體場的分布 前瞻 —— 研究高斯光束的傳播特性 高斯光束的振幅和強度分布 一、共焦腔內(nèi)或腔外的一點的行波場的解析式： ? ? ? ?? ?zyxiw yxywHxwHCzyxussnsmmnmn ,e x p12e x p212212,222222 ???? ????????? ????????????? ?????????? ??????????? ????????????? ?????????? ?? 222222 12e x p212212ssnsm wyxywHxwH ???1 行波場橫向振幅分布因子 — 厄米 — 高斯函數(shù) 在橫截面內(nèi)的場振幅分布按高斯函數(shù)所描述的規(guī)律從中心 (即傳輸軸線 )向外平滑地降落。 花樣：沿 x方向有 m條節(jié)線，沿 y方向有 n條節(jié)線。 三、 模體積 定義：描述某一腔模在腔內(nèi)擴展的空間體積。對激活介質(zhì)能量的提取就大，對模式振蕩作貢獻的粒子數(shù)越多，就有可能獲得大的輸出功率。 對稱共焦腔基模的模體積：看成底半徑為 ω0，高為 L的圓柱體。 高階橫模的光束發(fā)散角 和 可以通過基模的光斑和發(fā)散角求出來： m? n?002 1222 122????????nmnm為基模光束的發(fā)散角02 ?由于高階模的發(fā)散角是隨著模的階次的增大而增大，所以多模振蕩時，光束的方向性要比單基模振蕩差。 zfzf
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