Generelt er laserens bestrålingsintensitet Gaussisk, og i processen med laserbrug bruges et optisk system normalt til at transformere strålen i overensstemmelse hermed.
Forskellig fra den lineære teori om geometrisk optik er den optiske transformationsteori for Gaussisk stråle ikke-lineær, hvilket er tæt forbundet med selve laserstrålens parametre og den relative position af det optiske system.
Der er mange parametre til at beskrive den Gaussiske laserstråle, men forholdet mellem spotradius og strålens taljeposition bruges ofte til at løse praktiske problemer. Det vil sige taljeradius for den indfaldende stråle (ω1) og afstanden af det optiske transformationssystem (z1) er kendt, og derefter den transformerede stråletaljeradius (ω2), bjælke talje position (z2) og pletradius (ω3) på enhver position (z) opnås. Fokuser på linsen, og vælg linsens forreste og bageste taljeposition som henholdsvis referenceplan 1 og referenceplan 2, som vist i fig. 1.
Fig. 1 Transformation af Gauss gennem tynd linse
Ifølge parameteren q teorien om gaussisk stråle, den q1 og q2 på de to referenceplaner kan udtrykkes som:
I ovenstående formel: Den fe1 og fe2 er henholdsvis konfokusparametrene før og efter Gaussisk stråletransformation. Efter den Gaussiske stråle passerer gennem det frie rum z1, den tynde linse med brændvidde F og det frie rum z2, ifølge ABCD transmissionsmatrixteori kan følgende opnås:
I mellemtiden q1 og q2 opfylde følgende forhold:
Ved at kombinere ovenstående formler og gøre de reelle og imaginære dele i begge ender af ligningen ens henholdsvis, kan vi få:
Ligning (4) – (6) er transformationsforholdet mellem taljepositionen og pletstørrelsen af Gaussstrålen efter at have passeret gennem den tynde linse.
Indlægstid: 27. august 2021