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像散透镜对激光光束参数的影响

作　者: 孟祥龙
导　师: 聂义友；吕百达
学　校: 江西师范大学
专　业: 光学
关键词: 高斯光束像散相对误差二阶矩环围功率双曲余弦-高斯光束光束参数
分类号: TN241
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

激光束通过光学系统的传输可以分为两种情况,一种是通过理想光学系统,一种是通过非理想光学系统。激光束通过非理想光学系统(大气、非线性介质和具有像差的光学系统等)时激光束波前会发生畸变,而光学系统的像差对光场的影响可用一个相位因子exp( ?iφ)乘以原光场分布函数描述。本文以二阶矩和桶中功率作为束宽的定义,对高斯光束通过像散透镜后光束参数,包括束宽和远场发散角作了解析和数值研究。结果表明,因像散的引入,束宽和远场发散角的相对误差与像散因子C2、瑞利尺寸z0、透镜焦距f有关。对于束宽而言,相对误差还与传输距离z有关。在几何焦面处x和y方向束宽的相对误差相等。从广义惠更斯-菲涅尔衍射积分公式出发,对双曲余弦-高斯(ChG)光束通过像散透镜后光束参数,例如束宽和远场发散角的相对误差作了研究。结果表明,束宽和远场发散角的相对误差和像散因子C2、偏心参数α、瑞利尺寸z0以及透镜焦距f等有关。几何焦面上x和y方向束宽的相对误差随像散系数C2和偏心参数α变化相同,而在像方束腰处两方向相对误差变化迥异。此外,束宽的相对误差还与传输距离z有关。因像散影响,在x和y方向远场发散角一般不相等,并且还与偏心参数α有关。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
第一章引言  6-9
第二章激光光学的研究内容和研究方法  9-19
  2.1 激光光学的研究内容  9-10
  2.2 激光光学的研究方法  10-19
    2.2.1 波动光学的基本方程  13-15
    2.2.2 标量衍射理论  15-17
    2.2.3 矢量衍射理论  17-19
第三章激光束的描述和光束质量  19-28
  3.1 激光光束质量的相关概念  19-21
  3.2 束宽的定义  21-22
  3.3 强度矩方法  22-26
  3.4 实际激光光束质量的评价  26-28
第四章像散透镜对激光光束参数的影响  28-46
  4.1 描述畸变光束的数学-物理模型  28-29
  4.2 像散透镜对高斯光束的光束参数的影响  29-36
  4.3 像散透镜对双曲余弦高斯光束的光束参数的影响  36-46
第五章总结与展望  46-48
  5.1 总结  46
  5.2 展望  46-48
参考文献  48-50
致谢  50-51
攻读硕士学位期间取得的科研成果  51-52

像散透镜对激光光束参数的影响

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