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像散椭圆高斯光束的M2因子矩阵的理论与实验研究

刘晓丽 冯国英 李玮 唐淳 周寿桓

像散椭圆高斯光束的M2因子矩阵的理论与实验研究

刘晓丽, 冯国英, 李玮, 唐淳, 周寿桓
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  • 对像散椭圆高斯光束, 传统的M2因子测量采用Mx2和My2来描述光束质量. 当光束绕z轴旋转, Mx2和My2会随之变化, 单纯采用Mx2和My2来评价激光光束质量并不唯一. 为此采用了像散椭圆高斯光束的M2因子矩阵, 理论推导出了在同一坐标系下光场绕z轴旋转不同角度后的M2因子矩阵, 找出了光场旋转前后的M2因子矩阵元的不变量关系. 数值模拟、 实验测量得到M2因子矩阵主对角元随光斑旋转角度的变化轨迹曲线, 及反对角元随旋转角度的变化规律. 理论推导与实验结果相符. 结果表明, 像散椭圆高斯光束在主方向上时Mx2与My2之和最小; 在其他方向上的Mx2, My2之和大于在主方向上的Mx2, My2之和; 反对角元随旋转角度呈周期变化, 在主方向上为零.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60890200)和固体激光国家级重点实验室基金资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-04-17
  • 修回日期:  2013-06-20
  • 刊出日期:  2013-10-05

像散椭圆高斯光束的M2因子矩阵的理论与实验研究

  • 1. 四川大学电子信息学院, 成都 610064;
  • 2. 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 绵阳 621900;
  • 3. 华北光电技术研究所, 北京 100015
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:60890200)和固体激光国家级重点实验室基金资助的课题.

摘要: 对像散椭圆高斯光束, 传统的M2因子测量采用Mx2和My2来描述光束质量. 当光束绕z轴旋转, Mx2和My2会随之变化, 单纯采用Mx2和My2来评价激光光束质量并不唯一. 为此采用了像散椭圆高斯光束的M2因子矩阵, 理论推导出了在同一坐标系下光场绕z轴旋转不同角度后的M2因子矩阵, 找出了光场旋转前后的M2因子矩阵元的不变量关系. 数值模拟、 实验测量得到M2因子矩阵主对角元随光斑旋转角度的变化轨迹曲线, 及反对角元随旋转角度的变化规律. 理论推导与实验结果相符. 结果表明, 像散椭圆高斯光束在主方向上时Mx2与My2之和最小; 在其他方向上的Mx2, My2之和大于在主方向上的Mx2, My2之和; 反对角元随旋转角度呈周期变化, 在主方向上为零.

English Abstract

参考文献 (20)

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