閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
激光技術(shù)

高斯光束是怎么一回事

星之球科技 來源:華工激光2011-11-18 我要評論(0 )   

通常情形,激光諧振腔發(fā)出的基模輻射場,其橫截面的振幅分布遵守高斯函數(shù),故稱高斯光束。推薦閱讀:激光諧振腔的作用 我們常常會收到客戶關(guān)于光斑大小的查詢,其實問的...

      通常情形,激光諧振腔發(fā)出的基模輻射場,其橫截面的振幅分布遵守高斯函數(shù),故稱高斯光束。推薦閱讀:激光諧振腔的作用
 
我們常常會收到客戶關(guān)于光斑大小的查詢,其實問的就是光斑的束腰直徑或束腰半徑。束腰,是指高斯光絕對平行傳輸?shù)牡胤?。半徑,是指在高斯光的橫截面考察,以最大振幅處為原點,振幅下降到原點處的0.36788 倍,也就是1/e*e 倍的地方,由于高斯光關(guān)于原點對稱,所以1/e*e 的地方形成一個圓,該圓的半徑,就是光斑在此橫截面的半徑;如果取束腰處的橫截面來考察,此時的半徑,即是束腰半徑。沿著光斑前進,各處的半徑的包絡(luò)線是一個雙曲面,該雙曲面有漸近線。高斯光束的傳輸特性,是在遠處沿傳播方向成特定角度擴散,該角度即是光束的遠場發(fā)散角,也就是一對漸近線的夾角,它與波長成正比,與其束腰半徑成反比,計算式是:2*波長/ 3.1415926*束腰半徑),故而,束腰半徑越小,光斑發(fā)散越快;束腰半徑越大,光斑發(fā)散越慢。光斑描述如下圖
 
 我們用感光片可以看到,在近距離時,準直器發(fā)出的光在一定范圍內(nèi)近似成平行光,距離稍遠,光斑逐漸發(fā)散,亮點變?nèi)踝兇?;可是從光纖出來的光,很快就發(fā)散;這是因為,準直器的光斑直徑大約有400 微米,而光纖的光斑直徑不到10 微米。同時,對于準直器最大工作距離的定義,往往可理解為該準直器輸出光斑的共焦參數(shù),該參數(shù)與光斑束腰半徑平方成正比,與波長成反比,計算式是:3.1415926*束腰半徑*束腰半徑/波長。所以要做成長工作距離(意味著在更長的傳輸距離里高斯光束仍近似成平行光)的準直器,必然要把光斑做大,透鏡相應(yīng)要加長加粗。
 
我們對于準直系統(tǒng)的計算,理論根據(jù)就是高斯光束的傳輸特性計算式。對于線度遠大于輸入光斑的透鏡來講,該輸入光可視為點光源,其遠場發(fā)散角就是該點光源的“邊沿線”夾角;于是我們可根據(jù)透鏡的具體參數(shù),簡單的用幾何光學(xué)的方法計算該準直系統(tǒng)的光斑大小和最大工作距離。
 
而從高斯函數(shù),我們可以計算當通光孔徑多大時,光能的損失是多少。并不是通光區(qū)直徑等于或略大于光斑直徑時,光能就可以完全通過,事實上,此時的損耗高達0.6dB。簡單的估計,是讓通光直徑是光斑的2 倍或以上。

 

 

轉(zhuǎn)載請注明出處。

暫無關(guān)鍵詞
免責(zé)聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點和對其真實性負責(zé),版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個人認為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請及時向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點評
0相關(guān)評論
精彩導(dǎo)讀