2022-2023学年高二物理竞赛课件:激光器的自再现模(共12张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:激光器的自再现模(共12张PPT)

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激光器的自再现模
激光器的自再现模
根据方形镜对称共焦腔的自再现模满足积分方程
考虑到应用分离变量法以及多个解的情况,上式写作分离变量菲涅耳数分离为X方向和Y方向无限长的窄带镜共焦腔满足的积分方程径向长椭球函数
角向长椭球函数
(m=0, 1, 2….)
对于一定的c值,可查长椭球函数表确定
实函数
已知存在 长椭球函数,满足下列积分关系式
对称共焦腔满足的积分方程
长椭球函数
积分关系式
其中
对称共焦腔积分方程满足的积分方程精确解
附加相位由m,n决定
对称共焦腔积分方程满足的积分方程精确解
其中
镜面上场分布:
长椭球为实函数,说明镜面为等相位面
求 对称共焦腔镜面场分布(本征函数)
单程渡越因子(本征值)
角向长椭球函数近似解:厄米-高斯近似
当x<< a ,y<< a的区域内,即在共焦反射镜面中心附近,下式近似成立
近似解:角向长椭球函数 厄米多项式和高斯函数乘积
厄米多项式
厄米-高斯近似下, 对称共焦腔镜面场分布
附:厄米多项式
厄米-高斯近似下 共焦镜面上的场分布特性
1、基模: TEM00 m=0, n=0
光斑尺寸
定义1:
1/e
E
基模在镜面上分布为高斯型
光斑尺寸定义2:w0s-光强降到中心光强1/2处的半径
对称共焦腔基模镜面上光斑半径
厄米多项式的零点决定场的节线2、高阶横模的场振幅分布(m,n不同时为0)

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