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wz82 2007-08-03 20:48

光束的遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角解析

通常我們以光束的發(fā)散參數(shù)作為完美的高斯激光束的特征。發(fā)散是指光波在其空間傳播過程中以一定角度展開。甚至完美的沒有任何異常的光線也會(huì)由于衍射效應(yīng)經(jīng)歷某些光束的發(fā)散。衍射是指光線在被不透明的物體，比如刀鋒切斷的時(shí)候產(chǎn)生的彎曲效應(yīng)。展開（spreading）產(chǎn)生于在切斷的邊緣發(fā)出的次級(jí)波面陣。這些次級(jí)波和主波會(huì)發(fā)生干涉，同時(shí)相互也會(huì)產(chǎn)生干涉，在某些時(shí)候就會(huì)形成復(fù)雜的衍射圖案。 xcCl (M]+  
nw'-`*'rj  
衍射使得完美的校準(zhǔn)光束成為可能，或者能夠?qū)⒐馐劢沟綗o限小的點(diǎn)。幸運(yùn)的是衍射的效果是能夠被計(jì)算的。因此存在著可以預(yù)知對(duì)于任何衍射極限的透鏡光束被準(zhǔn)直的程度和光斑大小的理論。 ://U^sFL  
#$'"cfRxc  
我們現(xiàn)在考慮一束這樣由低功率TEM00氣體激光器產(chǎn)生的光束，光腰為S0。這樣我們就能夠假定它能夠達(dá)到衍射極限同時(shí)能夠不用考慮任何熱透鏡效應(yīng)。它將會(huì)顯現(xiàn)出由于衍射引起的光腰的彎曲，或者說展開效應(yīng)： GtI6[ :1t  
t]_S  
S(x)=S0[1+(λx/πS0²)²]½ Ln#a<Rx.E7  
q(z7~:+qNr  
在這里x是指離開光源的距離，λ是指激光波長，如果λx/πS0²»1，那么： \Xg?Ug*9w  
S(x)≈λx/πS0² %.x@gi q  
73NZ:h%=  
利用這個(gè)近似值，我們可以寫出光束由于衍射發(fā)散的角度： q{4|Kpx@  
θ= S(x)/x=λ/πS0 uf)