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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)
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