激光模场及光束质量表征PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

激光模场及光束质量表征PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 激光模式的解析表达1

1.1 传输方程1

1.2 基模高斯光束3

1.2.1 高斯模场的求解3

1.2.2 基本性质6

1.2.3 高斯光束q参数7

1.2.4 ABCD定律9

1.2.5 谐振腔中的q参数10

1.2.6 高斯光束Q参数11

1.2.7 ABCD定律11

1.2.8 谐振腔中的Q参数12

1.2.9 本征光线描述高斯光束15

1.3 高阶高斯光束16

1.4 矩形域的模式（H-Gmn模式）19

1.5 圆形域的模式（L-Gpl模式）27

1.6 稳定球面腔中的模式30

1.6.1 模式参数30

1.6.2 共焦腔与无穷多个稳定球面腔等价34

1.6.3 稳定球面腔的等价共焦腔35

1.7 阶跃光纤中的模式36

1.7.1 导波模模式36

1.7.2 边界条件和本征值方程39

1.7.3 传导模式及截止频率40

1.7.4 归一化传输常数42

1.7.5 弱波导近似43

1.7.6 阶跃光纤中的LP模式（LPmn模式）43

1.8 有效折射率法54

参考文献54

第2章 模场的数值求解56

2.1 开腔衍射理论56

2.2 复杂光学系统的ABCD矩阵及衍射积分方程59

2.3 Fox-Li数值迭代法60

2.4 分步傅里叶变换62

2.5 无源腔中的模场63

2.6 有源腔分析66

2.7 VRM腔中的模场68

2.8 特征向量法70

2.9 平面波展开法72

2.10 有限差分法73

2.11 有限元法76

2.12 多模式的调Q激光78

2.12.1 理论分析78

2.12.2 实验测量81

参考文献82

第3章 涡旋光束84

3.1 涡旋光束简介84

3.2 涡旋光束的特性86

3.2.1 轨道角动量87

3.2.2 由偏振引起的角动量88

3.3 涡旋光束的产生方法89

3.3.1 腔内选模法89

3.3.2 腔外转换法90

3.4 涡旋光束的测量方法98

3.4.1 扭矩测量法99

3.4.2 光强二阶矩测量法99

3.4.3 利用全息光栅法测量光束的螺旋相位100

3.4.4 利用Mach-Zehnder干涉仪进行测量101

3.4.5 利用周期渐变光栅进行测量102

参考文献103

第4章 激光束的束宽及光束质量评价参数106

4.1 束半宽的定义106

4.1.1 l/n定义106

4.1.2 环围功率（能量）定义106

4.1.3 熵束宽的定义107

4.1.4 高斯拟合定义107

4.1.5 二阶矩定义107

4.2 束宽的测量108

4.2.1 针孔扫描法测束宽108

4.2.2 刀口法测束宽108

4.2.3 狭缝扫描法测束宽108

4.2.4 可变光阑法测束宽108

4.2.5 成像器件测束宽109

4.3 近场光束质量评价参数109

4.3.1 光强调制度109

4.3.2 光强均匀度109

4.3.3 光强对比度110

4.3.4 波前分布的均方根110

4.3.5 波前梯度的均方根110

4.3.6 高阶对比度111

4.3.7 强度概率密度分布111

4.3.8 功率谱密度111

4.4 远场光束质量评价参数112

4.4.1 聚焦光斑尺寸112

4.4.2 远场发散角112

4.4.3 斯特列尔比113

4.4.4 桶中功率114

4.4.5 衍射极限倍数115

4.4.6 BQ因子118

4.4.7 BPF因子119

4.4.8 VBQ因子119

4.5 传输质量评价参数119

4.5.1 束参数积119

4.5.2 空间束宽积120

4.5.3 M2因子120

4.5.4 K因子132

4.5.5 M2曲线132

4.6 光束质量因子M2和M2曲线的测量方法137

4.6.1 聚焦两点法测M2137

4.6.2 光腰两点法测M2137

4.6.3 调焦两点法测M2137

4.6.4 三点法测M2138

4.6.5 多点拟合法测M2139

4.6.6 M2因子实时测量方法139

4.6.7 M2曲线的测量144

4.6.8 基于MZ-PDI的复振幅重建及M2曲线测量145

参考文献159

第5章 激光模式的产生、线性传输及叠加164

5.1 TEMmn模式的产生164

5.2 H-Gmn模式的传输168

5.3 L-Gpl模式的传输171

5.4 LPmn模式的传输172

5.5 H-Gmn模式的相干叠加175

5.5.1 两个H-Gmn模式相干叠加175

5.5.2 三个H-Gmn模式相干叠加181

5.5.3 多个H-Gmn模式相干叠加183

5.5.4 多个H-Gmn模式叠加为L-Gmn模式183

5.6 L-Gmn模式相干叠加187

5.6.1 两个L-Gmn模式相干叠加187

5.6.2 三个L-Gmn模式相干叠加193

5.6.3 多个L-Gmn模式相干叠加194

5.7 LPmn模式相干叠加196

5.7.1 两个LPmn模式相干叠加197

5.7.2 三个LPmn模式相干叠加206

5.7.3 多个LPmn模式相干叠加209

5.8 H-Gmn模式非相干叠加211

5.8.1 两个H-Gmn模式非相干叠加211

5.8.2 三个H-Gmn模式非相干叠加216

5.8.3 多个H-Gmn模式非相干叠加217

5.9 L-Gpl模式非相干叠加219

5.9.1 两个L-Gpl模式非相干叠加219

5.9.2 三个L-Gpl模式非相干叠加226

5.9.3 多个L-Gpl模式非相干叠加228

5.10 LPmn模式非相干叠加229

5.10.1 两个LPmn模式非相干叠加229

5.10.2 三个LPmn模式非相干叠加235

5.10.3 多个LPmn模式非相干叠加237

5.11 正交偏振模式的叠加239

5.11.1 两个正交偏振的H-G01和H-G10模式的叠加239

5.11.2 两个正交偏振的H-G02和H-G20模式的叠加242

5.11.3 两个正交偏振的L-G01模式的叠加244

5.11.4 两个正交偏振的L-Gn1模式的叠加247

5.11.5 两个正交偏振的LP11模式的叠加249

5.11.6 两个正交偏振的LP1n模式的叠加251

5.12 模式耦合253

5.12.1 到H-Gmn模式的耦合253

5.12.2 到L-Gmn模式的耦合253

5.12.3 到阶跃光纤的耦合254

5.12.4 到其他正交模式系的耦合254

参考文献255

第6章 基于速率方程的光纤激光器模式分析257

6.1 多模光纤放大器速率方程组的建立257

6.1.1 光子速率方程258

6.1.2 泵浦光速率方程260

6.1.3 信号光速率方程260

6.1.4 粒子数密度速率方程260

6.1.5 三能级系统的速率方程组261

6.1.6 四能级系统的速率方程组261

6.1.7 多模光纤放大器速率方程组262

6.1.8 两个LP模式的放大263

6.1.9 三个LP模式的放大265

6.2 光纤激光脉冲放大的模式分析267

6.2.1 多模式高斯单脉冲放大268

6.2.2 多模式脉冲放大速率方程270

6.3 共掺光纤激光器理论模型274

6.3.1 泵浦光和信号光的功率分布278

6.3.2 不同信号光波长时的输出功率279

6.3.3 交叉弛豫过程对镱铥共掺光纤激光器的影响280

6.3.4 输出功率随泵浦功率的变化280

6.3.5 输出功率随掺杂浓度的变化281

参考文献282

第7章 光纤模式的测量287

7.1 模式分析的研究进展287

7.1.1 解析CCD图像法288

7.1.2 三镜环形腔法289

7.1.3 低相干干涉法290

7.1.4 C2成像法290

7.1.5 相关滤波器法291

7.2 S2法292

7.2.1 基本原理292

7.2.2 数值模拟294

7.2.3 实验测量302

7.3 F2法306

7.3.1 基本原理306

7.3.2 数值模拟310

7.3.3 实验测量313

参考文献316