高斯光束的透镜变换在动态高温校准系统巾的应用

基于基模高斯光束衍射倍率因子M2近似为1这一条件,利用几何光学成像原理来模拟基模高斯光束通过透镜的成像规律,给出了一种计算透镜像方光轴上不同点处高斯光束光斑半径的简便方法。该方法通过选取合适的物距lc,高斯光束的衍射倍率因子M2近似为1,激光束经透镜聚焦与普通平行光束的聚焦过程相似,符合几何光学成像原理。通过几何光学方法和ABCD定理推导出了高斯光束光斑半径表达式,并进行数值计算,利用MATLAB软件对数值进行拟合。拟合结果表明;此方法计算出的光斑半径符合较好,满足瞬态高温测量中探测器光敏面对激光光斑尺寸的要求。     

高阶模激光束的聚焦

本文给出了厄来－高斯光束和拉盖尔－高斯光束的高阶模光斑半径与基模光斑半径的比值Kmn，利用该系数，导出了高阶模激光束经薄透镜变换的计算公式，这些公式不仅适用于厄米－高斯光束，也适用于拉盖尔－高斯光束。     

截断参数对透镜衍射场分布的影响

基于菲涅尔衍射积分和将硬边孔径函数展开成有限项复高斯级数方法推导出了计算透镜衍射光强分布的解析表达式.所得的解析表达式克服了直接计算衍射积分的困难.应用这个表达式研究了截断参数(透镜的半径与高斯光束束腰半径的比值)对透镜衍射场分布的影响.数值结果显示,由于透镜的孔径对高斯光束的截断使得焦点向着透镜迁移,截断参数愈大,焦移量愈大,成像光斑愈大.     

红外空心传能光纤聚焦系统的设计与优化

为了进一步提高光纤传输激光的效率,通过改善中红外光纤输出激光时的光斑及发散角的大小设计了双透镜和两种三透镜光学聚焦系统,并得到相应的光斑图形.运用MATLAB软件对实测的光斑进行模拟计算,得到了光斑的强度分布图,通过分析计算不同聚焦系统中的不同位置处光斑的大小,计算井得到了光束发散角.实验结果表明,3种方案中凸凹凸三透镜聚焦系统效果最佳,输出的光斑直径为0.33 mm,光束的发散角为042°,提高了耦合效率,降低了传输能量的损耗.     

含负折射率光学透镜传感器

基于激光光线传输矩阵,研究了高斯光束通过不同折射率透镜后,出射光波束腰位置,出射、入射束腰半径大小之比同入射光波束腰位置的定量关系,结果表明:入射光束束腰位置和透镜折射率均可影响高斯光束的输出光学参量.在此基础上,设计了一种光电传感器用于检测蔗糖溶液浓度,定量研究了溶液浓度和出射高斯光束腰位置的对应关系,相关统计参量表明这类传感器可以实现对溶液浓度的高精度测量.     

多元件光学谐振腔的等价腔分析法

本文讨论了多元件光学谐振腔的g′—,g″—,g~*—和G—参数等价腔,指出其等价性的意义,并将多元件腔的反射镜处光斑半径、腰斑、腰斑位置、光束发散角和失调炅敏度等参量用等价腔的参数表示出来。     

基于电润湿效应的液体透镜焦距随电压变化的响应时间的测量法

运用高斯光束传输理论,提出了运用高斯光束经焦距变化的变焦液体透镜时光束光通量的变化来测量变焦液体透镜的焦距变化随电压变化的响应时间的观点。运用光电探测器测量光束光通量的变化,来反映液体透镜焦距的变化。并讨论了光通量变化时光电探测器放置的最佳位置和小孔半径的最佳大小。     

激光光束质量分析与参数测量实验

应用CCD阵列配合图像处理软件实时获取了波长为632.8nm的He-Ne激光光斑,通过数值方法确定了该He-Ne激光的光腰半径及远场发散角,测量结果与理论数据相符。实验加深了学生对高斯光束基础理论的理解,并提高了学生的实验室动手能力。     

输出镜对三棒串接固体激光器的影响

采用矩阵光学的方法,分析了输出镜对三棒串接固体激光器输出光束的影响.对谐振腔的两种腔型进行了研究,得出了其稳定区间.结果表明:输出镜的位置影响了三棒固体激光器的稳定范围和模体积,进而影响了输出功率.等间距放置的模体积相对较大,在输入功率相同时,输出功率也较大.分析表明输出镜的位置也影响了输出光束的光斑半径、远场发散角,并得出了光斑半径和远场发散角与输出镜位置的关系图象.     

半导体激光器激光光束的研究

分析了半导体激光器的特征,从激光束的半宽度和激光光束发散角两个方面分析了高斯光束的结构特性,研究了激光束通过薄透镜的变换规律,求出会聚后高斯光束腰的宽度和位置,根据束腰位置与焦距的大小关系讨论了高斯光束的聚焦问题.研究了利用柱面透镜对激光光束的准直整形实验原理及实验装置、方法,在此基础之上讨论了激光光束发散角的测量方法.