高斯光束

1、高斯光束高斯光束在光學(xué)中，高斯光束高斯光束（Gaussianbeam）是橫向電場(chǎng)以及輻射照度分布近似滿足高斯函數(shù)的電磁波光束。許多激光都近似滿足高斯光束的條件，在這種情況里，激光在光諧振腔（opticalresonat）里以TEM00波模傳播。當(dāng)它在鏡片發(fā)生衍射，高斯光束會(huì)變換成另一種高斯光束，這時(shí)若干參數(shù)會(huì)發(fā)生變化。這解釋了高斯光束是激光光學(xué)里一種方便、廣泛應(yīng)用的原因。描述高斯光束的數(shù)學(xué)函數(shù)是亥姆霍茲方程的一個(gè)近軸近似（Paraxia

2、lapproximation）解（屬于小角近似（Smallangleapproximation）的一種）。這個(gè)解具有高斯函數(shù)的形式，表示電磁場(chǎng)的復(fù)振幅。電磁波的傳播包括電場(chǎng)和磁場(chǎng)兩部分。研究其中任一個(gè)場(chǎng)，就可以描述波在傳播時(shí)的性質(zhì)。高斯光束的瞬時(shí)輻射照度示意圖納米激光器產(chǎn)生的激光數(shù)學(xué)形式數(shù)學(xué)形式高斯光束作為電磁波，其電場(chǎng)的振幅為：這里為場(chǎng)點(diǎn)距離光軸中心的徑向距離為光軸上光波最狹窄位置束腰的位置坐標(biāo)為虛數(shù)單位（即）為波數(shù)（以弧度每米為單位

3、）為電磁場(chǎng)振幅降到軸向的1e、強(qiáng)度降到軸向的1e2的點(diǎn)的半徑為激光的束腰寬度為光波波前的曲率半徑為軸對(duì)稱光波的Gouy相位，對(duì)高斯光束的相位也有影響對(duì)應(yīng)的輻射照度時(shí)域平均值為這里為光波束腰處的輻射照度。常數(shù)為光波傳播介質(zhì)的波阻抗（Waveimpedance）在真空中，。波束參數(shù)波束參數(shù)高斯光束的許多性質(zhì)由一系列波束參數(shù)決定，下面將分別予以介紹。束寬束寬對(duì)于在自由空間傳播的高斯光束，其腰斑（spotsize）位置的半徑在光軸方向總大于一個(gè)