高斯光束的介绍
似乎有些难.因为要算到前50项需要打高精度(阶乘太大已经爆了long long)我的程序只能算一定范围内的#includeusing namespace std;int n;double ans=0;int main(){int i;long long p=1;scanf("%d",n); //输入要到多少项 for(int i=1;i<=n;i++){p=p*i; //p表示 i!因为每次都乘上 i,所以每次乘起来最后就是i! ans+=(double)1/p; //将算的 1/i!累加起来 }printf("%.10lf",ans); //保留10位小数输出 return 0;}
高斯光束的意义
而从高斯函数,我们可以计算当通光孔径多大时,光能的损失是多少.并不是通光区直径等于或略大于光斑直径时,光能就可以完全通过,事实上,此时的损耗高达0.6dB.简单的估计,是让通光直径是光斑的2倍或以上.
什么情况下是高斯光束
圆孔衍射:当光在传播过程中经过障碍物,如不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等时,一部分光会传播到几何阴影中去,产生衍射现象。
光的衍射现象是光的波动性的一种表现。
研究光的衍射现象不仅有助于加深对光本质的理解,而且能为进一步学好近代光学技术打下基础。
衍射使光强在空间重新分布,利用光电元件测量光强的相对变化,是测量光强的方法之一,也是光学精密测量的常用方法。
准高斯光束:振幅分布特性由高斯光束的表达式可以得到:在z截面上,其振幅按照高斯函数规律变化,如图所示。
将在光束截面内,振幅下降到最大值的1/e时,离光轴的距离 定义为该处的光斑半径。
由w(z)的定义可以得到:即光束半径随传输距离的变化规律为双曲线,在z=0时有最小值 ,这个位置被称为高斯光束的束腰位置。
等相位面特性:从高斯光束解的相位部分可以得到传输过程中的总相移为:将上式同标准球面波的总相移表达式比较:可以得出结论,在近轴条件下高斯光束的等相位面是以R(z)为半径的球面,球面的球心位置随着光束的传播不断变化,由R(z)的表达式可知:z=0时, ,此时的等相位面是平面; 时, 。
此时等相位面也是平面。
时, 。
此时的等相位面半径最小。
为什么高斯光束的束腰半径越小,其准直距离越长,准直性越好
展开全部 关于光斑大小的查询,其实问的就是光斑的束腰直径或束腰半径。
束腰,是指高斯光绝对平行传输的地方。
半径,是指在高斯光的横截面考察,以最大振幅处为原点,振幅下降到原点处的0.36788倍,也就是1/e倍的地方,由于高斯光关于原点对称,所以1/e的地方形成一个圆,该圆的半径,就是光斑在此横截面的半径;如果取束腰处的横截面来考察,此时的半径,即是束腰半径。
沿着光斑前进,各处的半径的包络线是一个双曲面,该双曲面有渐近线。
高斯光束的传输特性,是在远处沿传播方向成特定角度扩散,该角度即是光束的远场发散角,也就是一对渐近线的夹角,它与波长成正比,与其束腰半径成反比,故而,束腰半径越小,光斑发散越快;束腰半径越大,光斑发散越慢。
我们用感光片可以看到,在近距离时,准直器发出的光在一定范围内近似成平行光,距离稍远,光斑逐渐发散,亮点变弱变大;可是从光纤出来的光,很快就发散;这是因为,准直器的光斑直径大约有400微米,而光纤的光斑直径不到10微米。
同时,对于准直器最大工作距离的定义,往往可理解为该准直器输出光斑的共焦参数,该参数与光斑束腰半径平方成正比,与波长成反比,计算式是:3.1415926*束腰半径*束腰半径/波长。
所以要做成长工作距离(意味着在更长的传输距离里高斯光束仍近似成平行光)的准直器,必然要把光斑做大,透镜相应要加长加粗。
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高斯光束的波前曲率半径为什么为无穷
对光纤中传播的电磁场分析发现,其纵向分量可以用贝塞耳函数及第二类变态贝塞耳函数来描述,据此,提出一种利用玻璃毛细管和聚焦透镜实现贝塞尔光束的简易方法.通过观察发现,在光束传播方向,出射光束即为贝塞尔光束,沿光束传播方向的光强分布不会发生改变,仅产生扩散.研究表明,随着聚焦透镜的焦距f的变大,贝塞尔光束的高瓣数光环的光强变弱,光束的光强向低瓣数光环和中心光斑移动;随着毛细管长度l的增加,光束的高瓣数的光环光强在不断增强.此外,研究还表明,透镜与毛细管端面之间距离d对于出射光束横截面上的光强分布有很大的影响.
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