激光光束束寬、光束質(zhì)量和焦移的研究.pdf

1、光束質(zhì)量足衡量激光光束優(yōu)劣的一項重要指標(biāo)。歷史上光束質(zhì)量有多種定義。曾針對不同的應(yīng)用目的提出過不同的評價方法。而光束傳輸(M2)因子在無光闌限制的近軸光學(xué)系統(tǒng)中由光束自身的分布特性唯一確定，與光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)無關(guān)，且同時反映光束的近場和遠(yuǎn)場特性，在數(shù)學(xué)上又具有嚴(yán)密性，所以在某些情況下，它是評價激光光束質(zhì)量的一個重要參數(shù)。在激光光束質(zhì)量問題中，光束束寬的定義至關(guān)重要。 研究了光束束寬的幾種常用定義。以高斯光束、厄米高斯光束、超高斯光束

2、、平頂高斯光束和雙曲余弦高斯光束為例，計算比較了它們的束腰寬度。結(jié)果表明不同定義的束腰寬度是不同的。 基于環(huán)圍功率、二階矩和熵束寬三種定義法，研究了雙曲余弦高斯光束(ChG)通過自由空間的傳輸和通過透鏡的聚焦特性。說明了在自由空間中，二階矩束寬滿足ABCD定律，熵束寬近似．滿足ABCD定律，而環(huán)圍功率束寬一般不滿足ABCD定律。雙曲余弦高斯光束按二階矩束寬和熵束寬法所得焦移幾乎相同，而環(huán)圍功率法所得焦移則與之不同． 使用

3、熵束寬、環(huán)田功率和漸近分析法研究比較了截斷高斯光束的M2因子和高斯光束通過光闌-透鏡分離光學(xué)系統(tǒng)的焦移．結(jié)果表明，隨截斷參數(shù)δ的增大，三種方法計算的M2因子差異變?。?dāng)δ≥2．1時其M2因子都趨于1，且三種方法計算的相對焦移辦相等． 使用熵束寬、漸近分析和環(huán)圍功率法對截斷平頂高斯光束的束腰寬度w、遠(yuǎn)場發(fā)散角θ0和M2囚予作了比較研究。結(jié)果表明：按不同束寬定義得到的截斷平頂高斯光束的w、θ0和M2因子不同，且與截斷參數(shù)a／w0(a