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激光发射光学系统聚焦分析

张春龙  杜少军  
【摘要】:基于较简单的物理模型和矩阵光学方法,推导了激光发射光学系统发射平面波、球面波和高斯光束的调焦公式,并计算分析三种波的聚焦特性:平面波调焦时,随着调焦量绝对值减小,聚焦距离增大,当调焦量靠近零时,聚焦距离增加的速度较快;球面波调焦时,存在聚焦距离为无穷大的准直发射状态,若调焦量逾越该状态对应的值后,则发射光束成为发散光束,同时,随着入射球面波的曲率中心距次镜的距离增大时,准直发射状态对应的调焦量右移趋近于零;高斯光束调焦时,在相同调焦量下,高斯光束的束腰位置与平面波焦点位置在远距离上存在明显的差距,可以通过增加入射高斯光束的束腰宽度、增加激光发射光学系统的扩束比、选用波长更短的光束来减小这种差距。

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