资源简介

(共13张PPT)
高斯光束的传输规律
高斯光束的传输规律
1、传播L距离
传播L距离的光学变换矩阵
q =q(z )=z +if
q=q(z)=z+if
q -q=z -z=L
∴q =q+L
或
二、ABCD定律
若某元件的光学变换矩阵为　　 ，则通过此元件前、后的球面波R参数和高斯光束q参数满足关系。
R、q:通过元件前的参数
R 、q :通过元件后的参数
一、球面波的R参数
R(z)=z
R(z):等相位面曲率半径
R(z)
z
0
z
三、球面波R参数的传输规律
1、传播L距离
R =R+L
R =R(z )
z
0
z
R=R(z)
z
L
R=R(z)=z
R =R(z )=z
R -R=z -z=L
∴R =R+L
传播L距离的光学变换矩阵
或
2、通过透镜
F:透镜焦距(凸透镜为正)
透镜的光学变换矩阵
或
o
R
F
R
o
z
2、通过透镜
透镜的光学变换矩阵
或：
Z
w
w
F
q
R
R
q
透镜对高斯光束的变换规律:
q=l+if
q =-l +if
q、q :透镜处物、像高斯光束q参数
l、l :物、像高斯光束腰到透镜距离
f、f :物像高斯光束焦参数
Z
f(w0)
F
q
q
f (w 0)
l
l
总结: 光束通过光学元件的变换－ABCD公式
1.自由空间
2.薄透镜(透镜焦距为F）
球面波
发散(+) 会聚(-)
物距 像距 焦距
近轴情况
l1
l2
R1
R2
S1
S2
（薄透镜）
高斯光束
q1
q2
两式相减
高斯光束
球面波
例：某高斯光束共焦参数为f=1m，将焦距F=1m的凸透镜置於其腰右方l=2m处，求经透镜变换后的像光束的焦参数f 及其腰距透镜的距离l 。
解：
q=2+i
l =1.5m f =0.5m
q=l+if
q =-l +if
例：分别求放电管直径为10mm的He-Ne激光器和CO2激光器的峰值增益系数。
He-Ne
CO2
解：
对入射弱光（ 2）的增益系数（烧孔效应）
（1）孔宽:
（2）孔深:
（3）孔位置: 1、2 0- 1两处
注:稳定工作时有 ，即阈值增益系数
或
2
0
1
2 0- 1
均匀加宽
非均匀加宽
孔宽
孔深
增益曲线非均匀下降
增益曲线均匀下降
增益曲线均匀下降
增益曲线烧孔
例：He-Ne激光器入射光强为3Is时，求大信号增益曲线在中心频率处所产生的烧孔宽度与深度（放电管直径d=2mm，长度l=50cm，气体压强p=200Pa，谐振腔单程损耗率 =0.04， =0.75MHz/Pa）
解：

展开更多......

收起↑