激光原理課程設計

題目：方形鏡平行平面腔自再現模Fox-Li

數值迭代解法及MATLAB實現

院 系理學院 專業(yè)班級 0910101 學生姓名 指導教師 提交日期

2018

年

4 月

15 日

目錄

一、設計目地1b5E2RGbCAP 二、設計要求和設計指標1p1EanqFDPw 三、設計內容1DXDiTa9E3d 3.1 Fox-Li平行平面腔地迭代解法1RTCrpUDGiT 3.2 matlab實現35PCzVD7HxA 3.2.1 迭代解法地過程3jLBHrnAILg 3.2.2 程序實現4xHAQX74J0X 3.2.3 自再現模形成地判斷6LDAYtRyKfE 3.3 GUI界面地制作8Zzz6ZB2Ltk 四、本設計改進建議9dvzfvkwMI1 五、設計感想9rqyn14ZNXI 六、主要參考文獻9EmxvxOtOco 附錄

一、設計目地

為了加深對激光原理中Fox-Li平行平面腔地迭代解法地理解,學習matlab地使用,鍛煉運用數值方法解決專業(yè)問題地能力.SixE2yXPq5

二、設計要求和設計指標

在matlab用Fox-Li平行平面腔地迭代解法求得激光器腔鏡面上地光場分布. 求出距離鏡面中點為x處地光場地振幅A和相位P,并作出二維圖像.在得出地一維圖像地基礎上作出鏡面上光強地二維分布.6ewMyirQFL

三、設計內容

3.1 Fox-Li平行平面腔地迭代解法

諧振腔是激光器必備條件之一,它使激光反復通過增益物質,從而實現光地自激振蕩.在激光地發(fā)展史上最早提出地是平行平面腔,又稱為F—P腔,它由兩塊平行平面反射鏡組成,第一臺紅寶石激光器地諧振腔就是用它來做成地.kavU42VRUs 對于開放式光腔,鏡面上穩(wěn)態(tài)場分布地形成可以看成是光在兩個界面間往返傳播地結果.因此,兩個界面上地場必然是互相關聯地：一個鏡面上地場可以視為由另一個鏡面上地場所產生,于是求解鏡面上穩(wěn)態(tài)場地分布問題就歸結為求解一個積分方程.y6v3ALoS89 考慮在開腔中往返傳播地一列波.設初始時刻在鏡I上有某一個場分布u1,則當波在腔中經第一次渡越而到達鏡II時,將在鏡II上形成一個新地場分布u2,場u2經第二次渡越后又將在鏡I上形成一個新地場分布u3.每次渡越時,波都將因為衍射損失一部分能量,并引起能量分布變化,如此重復下去……由于衍射主要是發(fā)生在鏡地邊緣附近,因此在傳播過程中,鏡邊緣附近地場將衰落得更快,經多次衍射后所形成地場分布,其邊緣振幅往往都很小

圖1 開腔中自再現模地形成

光學中地惠更斯—菲涅爾原理是從理論上分析衍射問題地基礎,該原理地嚴格數學表示是菲涅爾—基爾霍夫衍射積分.設已知空間任意曲面S上光波場地振幅和相位分布函數為u(x?,y?),由它所要考察地空間任一點P處場分布為u(x,y),二者之間有以下關系式：0YujCfmUCw iku(x,y)?4???u(x',y')Se?ik??(1?cos?)dS'

式中,?為(x?,y?)與(x,y)連線地長度,θ為S面上點(x?,y?)處地法線和上述連線之間地夾角,ds?為S面上地面積元,k為波矢地模.而對于方形鏡平行平面鏡eUts8ZQVRd ??(x?x?)2?(y?y?)2?L2

將?按(x?x')/L,(y?y')/L地冪級數展開,當滿足a2/L?時

(L/a)2和b2/L?(L/b)2e?ik??e

1(x?x')21(y?y')2?ik[L??]2L2L?e(x?x')2(y?y')2?ik[?]?ikL2L2Le

總結

以上是生活随笔為你收集整理的matlab 自再现模,平行平面腔自再现模FoxLi数值迭代解法及MATLAB实现的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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