穩(wěn)定腔的激光器所發(fā)出的激光，將以高斯光束的形式在空間傳輸。共焦腔中產(chǎn)生的光束具有特殊的結(jié)構(gòu)。它既不同于點(diǎn)光源所發(fā)射的球面波，又不同于普通平行光束的平面波，而是一種特殊的高斯光束（亦 稱高斯球面波）。下面重點(diǎn)介紹共焦腔中高斯光束的特性與參數(shù)。 /}Ct2w&<k  
(vPE?^}b  
一、期模高斯光束 Sd *7jW?  
'NN3XyD
 
　　由波動(dòng)光學(xué)理論可以證明沿某一方向（設(shè)為z軸）傳播的高斯光束的電矢量表示式為： @@5JuI-!  
TUX:[1~Nf[  
　　e00(xyz)=(a0/w(z))e-(r2/w2(z)e-i[k(z +r2/2r(z)-ф(z)]（18－9） 式中a0為常數(shù)因子。 r"W<1Hu  
7e:7RAX  
　　a0/w(z)是z軸上(x=0,y=0)各點(diǎn)的電矢量振幅。w(z)稱為z點(diǎn)的光斑尺寸，它是z的函數(shù)：  YDaGr6y4i  
　　w(z)=w0[1+(zλ/πw02)2]1/2　　（18－10）  #&Fd16ov  
)(h<vo)-zX  
　　w0是z＝0處的w(z)值，它是高斯光束的一個(gè)特征參數(shù)，稱最小光斑尺寸，也稱為光束的“腰 粗”。r(z)是在z處波陣面的曲率半徑，是z的函數(shù)： 49Hgq/uO  
asL!@YE  
　　r(z)=z[1+(πw0?2/λz)2]　　　　（18－11）  5 J 7XVe>  
=zRjb>  
　　ф(z)是與z有關(guān)的位相因子：  l'RuzBQr  
　　ф(z)=tg-1λz/πw02　　　　（18－12） b8h6fB:2  
v M $Tn  
二、高斯光束的特點(diǎn) b4CXif  
=/kT|  
　　1．z＝0處的情況。將z＝0代入式（18－11） 則有l(wèi)imr(z)=∞ 所以有 r2/2r(z)=0 又由（18－12）式 ф＝0  NC%)
SG \  
k8w:8*y'.  
　　所以有e(x,y,0)=(a0/w0)e(r2/w2（18－13）  7 aN}lQM  
bJB*
w  
　　（18－13）式說明，光波電矢量的振幅分布是高斯函數(shù)，通常就稱振幅的這種分布為高斯分布。當(dāng)r=0（即光斑中心）處振幅a有最大值 即a（000）=a0/w0 當(dāng)r=w0時(shí)有  oRHWb_$"  
\ocC'FmE  
　　a(r,0)=1/ea0/w0=1/ea(0,0,0)  S~\u]j^%y  
eo<=Q|nI&  
　　即電矢量振幅下降到極大值1/e；而當(dāng)r繼續(xù)增大時(shí)，e值繼續(xù)下降而趨向于零。可見光斑中心最亮，向外逐漸減弱。所以通常以電矢量振幅下降到中心值1/e（或光強(qiáng)為中心值的1/e2）處的光斑半徑w0作為光斑大小的量度，稱“腰粗”。 7!q.MOYm  
!$!"$-5  
　　從上述分析可知，高斯光束在光腰處波陣面是一平面。這一點(diǎn)與平面波相同，但光強(qiáng)分布是一種特殊的高斯分布。這一點(diǎn)又不同于通常討論的均勻平面波。也正由于這一點(diǎn)差別，決定了它沿z方向傳播時(shí)不再保持平面波特性，而是以高斯球面波的特殊形式傳播。 `r+`vJ$  
e$4l[&kH_  
　　2．z＞0處情況。（18－9）式高斯光束電矢量表示式表明其等相面為球面。其球面的曲率半徑，從（18－11）式，有 kjRL|qx`a;  
　　r(z)=z[1+(πw02/λz)2]＞z 24I~{Qy  
K~14;  
　　即波陣面的曲率半徑大于z，且r(z)隨z而異，也就是作為波陣面的球面的曲率中心不在原點(diǎn)。 ,,~|o3cfq  
　　其電矢量的振幅分布為： +.|8W 丹寨县| 枣阳市| 德阳市| 浠水县| 烟台市| 同心县| 辽阳市| 原平市| 余姚市| 肇源县| 莒南县| 马边| 蒲城县| 福泉市| 休宁县| 客服| 宜丰县| 新巴尔虎右旗| 合阳县| 昭觉县| 宝鸡市| 东莞市| 甘肃省| 郑州市| 安西县| 漳浦县| 泾川县| 定边县| 交口县| 兰考县| 萍乡市| 扬中市| 大邑县| 阳泉市| 平武县| 沙河市| 土默特右旗| 海林市| 金山区| 婺源县| 梁河县|