高斯光束的聚焦和準(zhǔn)直-文檔資料

1、入射高斯光束束腰位置處q參數(shù)為q0，經(jīng)過自由空間l1后的q參數(shù)為q1，經(jīng)過介質(zhì)塊后出射的q參數(shù)為q2。101l101qql折射率為n的介質(zhì)塊的光纖傳輸矩陣為：故：20212121011llllLqqqlil出射高斯光束束腰位置位于空氣中z=z處，此處q參數(shù)為q0200qi該高斯光束經(jīng)過距離l=l2-z的自由空間傳輸?shù)竭_(dá)z=l2處的q參數(shù)為：202qqlz22qq2200000高斯光束經(jīng)過均勻介質(zhì)塊后，光束發(fā)散角不發(fā)生變化。入射高斯光束在介質(zhì)塊左側(cè)界面處q參數(shù)為q1：2011qil經(jīng)過平面介質(zhì)界面折射的傳輸矩陣為：1010則進(jìn)入介質(zhì)塊左側(cè)界面的q參數(shù)q2為：20211qqil 傳輸?shù)浇橘|(zhì)內(nèi)部高斯

2、光束束腰位置處的q參數(shù)q3：2032111qqlzillz 由于q3是介質(zhì)內(nèi)部高斯光束束腰位置處的q參數(shù)，因此：2033ImRe0qiq與前一頁結(jié)果聯(lián)立可知：220011iizl 高斯光束入射到均勻介質(zhì)中，其束腰半徑不發(fā)生變化，束腰位置向右移動。200(0)/qqi0( )q Aql111( )( )q Bq AF( )( )Cq Cq Bl方法一：分步計算方法二：矩陣運(yùn)算121AqBqCqD2222002222002()()()CCl FlFqlFiFlFl1,Re0CCRq 2222002222002()()()CCl FlFqlFiFlFl22022202202220()/0()/()/

3、CCl FllFFlFqiFl1,Re0CCRq 22022202202220()/0()/()/CCl FllFFlFqiFl2222022022200()()/111Im 1/1CClF FllFlFlqFF高斯光束束腰的變換關(guān)系式束腰位置束腰半徑22220()()/lF FlFlF2FlFlFlFlF111 llF220222001111lFF00FlklFl幾何光學(xué)薄透鏡成像垂軸放大率公式幾何光學(xué)薄透鏡成像公式束腰位置束腰半徑lF lF2222022022200()()/111Im 1/1CClF FllFlFlqFF束腰位置束腰半徑ClF222222()()()CFFlF fqiai

4、bFlfFlf20222222()()()fFFlaFlfF fbFlf其中：其中：2222211CCCabiiqababR20222211ImCCbfqabFF 0CF220222001111lFF0002201/1/fF2222201/1/FFlFFFFf020111/kfF220222001111lFF20Ff00, F lF020111/kfF2222201/1/FFlFFFFfl lF222220022222222000111111( )lllFFFF根據(jù)高斯光束參數(shù)定義0( )Fl22220()()/llF FlFlFlF 20lf222220222220001111lfllFfF

5、fF00FllF000FFf0222202222200001111111llfFFFF2211lfFF2221( )1222lffR lFlll高斯光束等相位面曲率半徑的定義( )2R lF ,lF lffF022202202111lFF00 0200000FFf0022F200)02/2 /(FfFF 0/( )(1)FlM0020002,/F 100022( )FFFl 22100( )( )1FlllMMMFf其中其中M M幾何光學(xué)中放大鏡的準(zhǔn)直倍率。可幾何光學(xué)中放大鏡的準(zhǔn)直倍率。可見當(dāng)見當(dāng)l l、f f一定時，可以通過提高一定時，可以通過提高M(jìn) M壓縮發(fā)壓縮發(fā)散角。散角。這些討論都是基于這些討論都是基于 ，即不考慮即不考慮衍射效應(yīng)，當(dāng)不滿足這一條件時，提高衍射效應(yīng)