大功率无感电阻
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高斯光束传播的详细说明

理论和实践证明,在可能的激光束形式中,最重要和最典型的是基模高斯光束。

不管是方形镜腔还是圆形镜腔,其横截面的基本模的光强度分布都是圆点,中心的光强度最强,光强度朝着中心逐渐减弱。

边缘,显示高斯分布。

因此,基模激光束被称为高斯光束。

激光束腰和分布为了获得高斯光束光学器件的精确原理和局限性,有必要了解激光束输出的特性。

在TEM(横向模式和纵向模式为0)模式下,光从激光器辐射,就像具有高斯截面发射轮廓的理想平面波一样。

高斯形状受到激光器尺寸或特定光学序列的限制。

将其切成一定直径。

为了指定和讨论激光束的传播特性,我们必须对其直径进行一些定义。

常用的定义是光束发光的峰值(最强),轴的直径衰减或1 / e2(13.5%)的值。

束腰是指高斯光以绝对平行的方式透射的地方。

半径是指高斯光的横截面。

以最大幅度为原点,幅度下降到原点的0.36788倍,即1 / e * e倍。

由于高斯光是关于原点对称的,所以1 / e * e形成一个圆,所以圆的半径就是光斑横截面的半径;如果以束腰的横截面进行检查,则此时的半径为束腰的半径。

沿该光点,到处的半径包络是一个双曲面,该双曲面具有渐近线。

高斯光束的传输特性是,它沿传播方向以一定角度散布一定距离。

该角度是光束的远场发散角,它是一对渐近线之间的角度,与波长及其光束腰部半径成比例。

与之成反比,计算公式为:2 *波长/3.1415926*束腰半径),因此束腰半径越小,光斑发散越快;反之,束腰半径越小,光斑发散越快。

束腰半径越大,光斑发散就越慢。

衍射效应导致光在传播过程中横向传播。

因此,不可能具有精确对准的光束。

可以通过纯衍射理论准确地预测激光束的传播。

异常非常小,因此可以在此处忽略。

在非常普通的情况下,光束传播可能很小,可以忽略不计。

下面的等式准确地描述了光束的传播,因此您可以轻松地看到激光束的功能和局限性。

近场和远场之间的差异不像规则光束,高斯光束也不是线性分布的。

当接近激光时,分布角非常小。

当远离激光时,分配角如上所述接近渐进极限。

定义为光束半径经过平方根因子2的距离,该距离在以下等式中在波阵面较平坦的光束腰部(z = 0)处给出。

类似地,在z =∞时,波前也更平坦(R(∞)=∞)。

当光束从腰部传播时,波前的曲率因此必须增大到最大,然后开始减小,如下图所示。

考虑到近场分布和中频带分布之间的分界线,罗利范围是距波前曲率最大值的腰部的距离。

远场分布(数字查询激光描述)必须远大于要测量的ZR(通常大于10nbspis)。

这是非常重要的区别,因为当使用近场或中场分布时,光学序列中的点大小和其他参数的计算将变得不准确。

对于紧密聚焦的光束,从腰部(焦点)到远场的距离只有几毫米或更短。

对于来自激光器的直接光束,远场距离可以以米为单位进行测量。

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