像散透镜对激光光束参数的影响

作     者：孟祥龙 

作者单位：江西师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：聂义友;吕百达

授予年度：2007年

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 0702[理学-物理学] 

主      题：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 

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。