衍射极限光束

2021-04-30 09:29:25 浏览:445

定义

在给定束腰半径的情况下,光束发散角达到可以得到的最小值的光束。

在给定波长情况下,如果激光光束能够聚焦成非常小的斑点,也就是其光束质量是理想的,就称该激光光束是衍射极限的。更准确的说,在束腰半径一定时,经过曲面镜聚焦后的光束发散角是最小的。其准确含义与光束半径和光束发散角的定义也有关系。如果二者定义中采用了二阶矩,高斯光束能得到光束参量乘积的最小值,这是强度分布为高斯型并且束腰处的相位波前是平的。

工作于单个横向的谐振腔模式的激光器可以得到衍射极限的输出,因为单模通常指谐振腔的基模,基模的形状一般接近于高斯型。增益介质中的光束失真会使基模变形或者造成多模振荡,从而使光束质量变差。激光器的光束质量不仅与腔内失真强度有关,还与谐振腔设计细节有关系;优化谐振腔设计对得到衍射极限的输出至关重要。

给定光功率的情况下,衍射极限的光束具有最高的亮度。

参阅:光束质量、光束参量乘积、光束发散角、激光光束、高斯光束、亮度

基础光学

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