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出的光近似為束腰半徑較小墨微，發(fā)散角較大的高斯光束。在兩個準(zhǔn)直器進(jìn)行耦合時扁掸，光束束腰在中間位置翘县，耦合損耗最小，這就是準(zhǔn)直器所需要的工作距離谴分。所以實(shí)際準(zhǔn)直過程是將尾纖端面放在準(zhǔn)直透鏡的焦距位置锈麸，然后微調(diào)尾纖與透鏡的距離，將準(zhǔn)直后光束的束腰放在工作距離牺蹄，以保證耦合效率忘伞。二、分類光纖準(zhǔn)直器主要有兩種：自聚焦透鏡G-LENS（Grin Lens）沙兰，其特點(diǎn)是折射率分布徑向減小氓奈，能夠使其中傳輸?shù)墓饩€產(chǎn)生連續(xù)折射，從而實(shí)現(xiàn)匯聚鼎天。球面透鏡C-LENS（Cylindrical Lens）,C-Lens可以更方便地設(shè)計端面曲率來控制焦距舀奶，同時也因?yàn)榈统杀驹趹?yīng)用中更廣泛。尾纖分類主要有三種：PC (Physical C ...
是焦點(diǎn)位置的束腰半徑斋射，f是焦距育勺。圖1 發(fā)散角測量原理圖通過將CinCam分析儀放置在焦距處，并且直接在軟件RayCi上輸入焦距绩鸣，就很容易實(shí)現(xiàn)光束發(fā)散度的測量怀大。圖2 Cinogy公司測量軟件界面方法2：通過直接計算光束路徑中的幾個位置的光束尺寸進(jìn)行測量，發(fā)散度由公式θ=2arctan[（D1-D2）/2L]算出呀闻，D1、D2是不同位置的光斑直徑潜慎，L是兩個被測光斑之間的距離捡多。圖3 發(fā)散角測量原理圖圖4 Cinogy公司測量軟件界面M2因子在激光科學(xué)中蓖康，參數(shù)M2也稱為光束質(zhì)量因子，表示光束到理想高斯光束的變化程度垒手。它由光束的光束參數(shù)乘積(BPP)與相同波長的理想高斯光束的光束參數(shù)乘積(BPP)之比計算 ...
光斑半徑僅為束腰半徑的√2倍蒜焊。當(dāng)Z ?±ZR，為高斯光束的遠(yuǎn)場區(qū)科贬，與普通球面波的變化規(guī)律完全相同泳梆。所以，普通球面波可以看作束腰半徑ω_0=0的高斯光束榜掌。所以优妙，對于一個確定波長的高斯光束，當(dāng)ω0一定的時候憎账，R(Z)套硼、ω(Z)、θ(Z)都可以確定胞皱，所以腰粗ω0是高斯光束的一個主要特征參量邪意。由于光束參數(shù)R(Z)、ω(Z)完全確定了高斯光束的幾何形狀反砌，為了討論方便雾鬼，引入復(fù)曲率半徑q(Z)，即當(dāng)Z = 0時宴树，R(0)→∞策菜，于是將式1、式3和式6代入式5得到由此可見森渐，q在高斯光束傳播中的作用與球面波的曲率半徑在球面波的傳播中的作用一樣做入，如上圖所示，這表明同衣，激光束是電磁波中光波段的一種新的傳播形式竟块，它的傳播 ...
負(fù)。下圖中設(shè)束腰半徑為ω01的高斯光束的束腰與透鏡的距離為Z1耐齐，通過透鏡后像方高斯光束的束腰半徑為ω02浪秘，與透鏡距離為Z2，并令R1和R2分別為入射于透鏡的波陣面半徑和自透鏡出射的波陣面半徑埠况，那么R1和R2應(yīng)滿足式1耸携，必須注意的是，對于高斯光束辕翰，在一般情況下夺衍，R1 ≠ Z1，R2 ≠ Z2喜命，只有在遠(yuǎn)場區(qū)域沟沙，才有R=Z的關(guān)系河劝。由式1、式2結(jié)合ω01=ω01得到這時q1矛紫、q2分別為入射赎瞎、出射高斯光束的復(fù)參量，可以由式3和式4寫出它們的表達(dá)式颊咬。并將寫出的表達(dá)式代入到式5务甥，并使方程兩邊實(shí)部和虛部分別相等，再注意到圖中關(guān)系f'- Z1= x1和f'+ Z2= -X2喳篇，得到式6中f02= ...
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前后高斯光束束腰半徑之比及變換透鏡的焦距f'，則可用下列兩式分別求得入射光束和出射光束的束腰到變換透鏡的距離其中由高斯光束通過薄透鏡時的變換（二）可知痰憎，由此可見票髓，變換透鏡的焦距f'必須大于f0，否則無解铣耘。若系統(tǒng)由多個透鏡組成洽沟，上述公式對每個透鏡都是適用的，透鏡間的過渡公式為：上面兩式中Z, d的值都是相對于主面來說的蜗细。由式4和式5可知裆操，ZR2的大小隨x_1的增大而單調(diào)減小，當(dāng)x1 → ∞時炉媒，由式6可知踪区，x2 → 0，即出射高斯光束的束腰位于透鏡焦點(diǎn)附近吊骤，這就是聚焦后光斑的大小缎岗。另外，高斯光束通過薄透鏡時的變換（一）中提到過白粉，電矢量沿z軸方向傳播的高斯光束的性質(zhì)可以由下面三個方程 ...
腰直徑传泊，表示束腰半徑，表示遠(yuǎn)場發(fā)散全角鸭巴，由激光光學(xué)可知眷细，對基膜高斯光束有（表示為基膜高斯光束束腰半徑）。由此可見激光束的波長與束腰半徑和遠(yuǎn)場發(fā)散角的乘積有關(guān)鹃祖。而在實(shí)際應(yīng)用中溪椎，常用聚焦透鏡的焦距f和此焦距對應(yīng)的束寬來計算遠(yuǎn)場發(fā)散角的大小，可表示為：四、瑞利長度瑞利長度通常表示為束腰位置到光束束腰半徑的倍所對應(yīng)位置的距離池磁。 在此范圍內(nèi)奔害，光束的傳播可以近似認(rèn)為是水平的楷兽。圖4瑞利長度示意圖瑞利長度的物理意義表示為：（表示為高斯光束的束腰半徑)地熄，b表示為瑞利長度。光束質(zhì)量是對激光器輸出光束特性的質(zhì)的評價芯杀，因此對激光器的設(shè)計端考、制造、檢測和應(yīng)用等方面有著非常重要的作用揭厚。對于不同的領(lǐng)域却特，評價光束質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn) ...
斷光斑中心和束腰半徑，所以我們可以通過下式二階矩的定義來計算束腰半徑：再根據(jù)M2的定義計算得到其中和分別是x和y方向上的M2因子筛圆，和分別是激光再遠(yuǎn)場x和y方向的有效光斑半徑裂明。ζ和η分別代表遠(yuǎn)場平面上x，y方向的坐標(biāo)太援。在極限情況下闽晦，真空中激光在遠(yuǎn)場的模式分布為近場分布的傅里葉變換，由此同樣可以通過下列式子來定義遠(yuǎn)場分布的有效光斑半徑和提岔。隨著激光合束器的發(fā)展仙蛉，目前的光纖激光輸出功率可以達(dá)到百千瓦量級，但是此時的M2卻高達(dá)50碱蒙，光束質(zhì)量堪憂荠瘪，在經(jīng)過較長距離的傳輸之后能量密度受大氣的影響明顯降低，因此提高光纖合束器輸出激光的光束質(zhì)量非常重要赛惩。本文將基于輸入激光光束質(zhì)量進(jìn)行仿真分析哀墓，探究提高光纖合束器光 ...
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