高斯光束的传播特性ppt课件.ppt
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1、变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3.3 3.3 高斯光束的传播特性高斯光束的传播特性回顾回顾 求解对称开腔中的自再现模积分方程求解对称开腔中的自再现模积分方程, ,了解输了解输 出激光的具体场的分布出激光的具体场的分布前瞻前瞻 研究高斯光束的传播特性研究高斯光束的传播特性变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3.3.1 3.3.1 高斯光束的振幅和强度分布高斯光束的振幅和强度分布一、共焦腔内或腔
2、外的一点的行波场的解析式:一、共焦腔内或腔外的一点的行波场的解析式:zyxiwyxywHxwHCzyxussnsmmnmn,exp12exp212212,22222222222212exp212212ssnsmwyxywHxwH1 行波场横向振幅分布因子行波场横向振幅分布因子厄米厄米高斯函数高斯函数在横截面内的场振幅分布按高斯函数所描述的规律从在横截面内的场振幅分布按高斯函数所描述的规律从中心中心( (即传输轴线即传输轴线) )向外平滑地降落。向外平滑地降落。花样:沿花样:沿x方向有方向有m条节线,沿条节线,沿y方向有方向有n条节线。条节线。zyxi,exp2 :位相因子,决定了共焦腔的位相分
3、布位相因子,决定了共焦腔的位相分布变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分zyxiwyxywHxwHCzyxussnsmmnmn,exp12exp212212,222222二、振幅分布和光斑尺寸二、振幅分布和光斑尺寸1 1、振幅分布、振幅分布对基横模对基横模TEM0022220012expsmnyxCU基模截面是高斯函数基模截面是高斯函数基横模基横模TEM00的光强的光强222222000014expsmnyxCUI2 2、光斑尺寸振幅下降为最大值、光斑尺寸振幅下降为最大值1/e1/e时的光斑半径时
4、的光斑半径22241212)(Lzzss变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分LyxLzzsssss2222241212)()2(1 2)(2LzLz当当 z=0 z=0 时,时, 达到最小值达到最小值 zLs21210高斯光束的基模腰斑半径高斯光束的基模腰斑半径( (腰粗腰粗) )当当 时,即在镜面上时,有:时,即在镜面上时,有:2Lfz Lz02 3 3、 在纵截面上的表达式在纵截面上的表达式)(z 1)()(1)(2121)2(1 2)(2202202220002zzzLLzLzs双曲线方程
5、双曲线方程变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分1)(2202202z光斑半径随光斑半径随z z按照双曲线规律变化。按照双曲线规律变化。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 三、 模体积模体积1 1、定义:描述某一腔模在腔、定义:描述某一腔模在腔内扩展的空间体积。内扩展的空间体积。2 2、意义:模体积大。对激活、意义:模体积大。对激活介质能量的提取就大,对模介质能量的提取就大,对模式振荡作贡献的粒子
6、数越多,式振荡作贡献的粒子数越多,就有可能获得大的输出功率。就有可能获得大的输出功率。决定一个模式能否振荡,能决定一个模式能否振荡,能获得多大的输出功率,与其获得多大的输出功率,与其它模式的竞争情况等。它模式的竞争情况等。3 3、对称共焦腔基模的模体、对称共焦腔基模的模体积:看成底半径为积:看成底半径为0 0,高,高为为L L的圆柱体。的圆柱体。221220000LLVs图(3-8) 基模光斑半径随z按双曲线规律的变化00020 1212 21212 21 VnmLnmLVnsmsmn)()()()(高阶模:变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。
7、变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3.3.3 3.3.3 高斯光束的远场发散角高斯光束的远场发散角图(3-8) 基模光斑半径随z按双曲线规律的变化一、定义:一、定义:2基模远场发散角基模远场发散角 :双曲线两根渐近线之间的夹角:双曲线两根渐近线之间的夹角:2200)(1)()(2lim2zzzzz02222L高阶模的发散角随阶次的增大而增大,方向性变差!高阶模的发散角随阶次的增大而增大,方向性变差!变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分02222L不同的腰半径的激光光束的远场发散角
8、对比图不同的腰半径的激光光束的远场发散角对比图变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分radf3103 . 222m638. 0例:例:某共焦腔氦氖激光器,某共焦腔氦氖激光器,L=30cm, L=30cm, 某共焦腔二氧化碳激光器,某共焦腔二氧化碳激光器, L=1m, L=1m, m6 .10rad3102 . 52 一般激光器的远场发散角都很小,约为一般激光器的远场发散角都很小,约为10103 3弧度,也就是表弧度,也就是表明激光具有很好的方向性。明激光具有很好的方向性。高阶横模的光束发散角高阶横
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