本文描述了
OpticStudio中可用于描述高阶
激光束的模型。一旦定义,这样的
光束可以在OpticStudio中使用物理
光学传播设计的任何
光学系统中传播。由矩形、圆形和椭圆形增益孔径的激光腔产生的光束可以用可用的Hermite-Gaussian, Laguerre-Gaussian和Ince-Gaussian光束模型来描述
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W<7Bq_L[| 简介
h1)\.F4G OXV@LYP@ 一般来说,激光的输出可以通过求解傍轴波动方程得到。这个方程最常见的解是理想单模高斯光束。其它正交解集的存在依赖于给定系统的对称性。它们可以用来
模拟高阶光束模式。
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:I $,42h OpticStudio提供了建模三个其他解决方案的选项。所选择的解将描述光束的初始电场分布,然后使用物理光学传播(POP)对光束的后续传播进行建模。
KrH;o)| bYH_U4b Hermite-Gaussian模型
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1/}) \vQ ( 对于矩形对称的激光谐振腔,即矩形增益孔径的激光谐振器,用Hermite-Gaussian模型给出了傍轴波动方程的合适解。这些模式的电场分布可以用Hermite多项式表示。这种模式可以在OpticStudio中使用POP设置对话框中内置的“高斯束腰”光束定义建模:
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bU M!'tD!NWc 6d8 这种模式的基本输入是束腰在X和Y上的宽度和在X和Y上的阶数。以上设置演示如何模拟在X和Y方向上具有相同束腰宽度的(0,0)模式,对应于一个单模高斯光束。然而,输入光束也可以是在X和Y上不对称的高阶Hermite-Gaussian光束,例如:
MWf%Lh;R TA7w:< iJeT+} Hermite-Gaussian模型通常被称为TEMm,n模,其中m是光束在X中的阶数,n是光束在Y中的阶数。同样,高斯光束是TEM00模光束。
sOmYQ{R ep|u_|sB/r Laguerre-Gaussian模型
7?s>u937 Qz;"b! 对于圆柱对称的激光谐振腔设计,即具有圆形增益孔径的激光谐振腔,用Laguerre-Gaussian模型给出了傍轴波动方程的合适解。这些模态的电场分布可以用Laguerre多项式表示。这些模式可以在OpticStudio中使用安装OpticStudio时提供的“Laguerre beam”DLL建模:
W>Kn*Dy8~ cG6+'=]3< !<ucwWY, 该模型的输入是波束在径向(n)和方位角(l)方向的阶数、波束腰(wo)和模态旋转角(phi0)。注意,指定phi0 = 0相当于对奇Laguerre-Gaussian模(LGM)建模,而指定phi0 = 90则相当于对偶LGM建模。
>=Veu; A 5GP'cE “Laguerre beam”DLL的源代码可以在OpticStudio安装文件夹中找到,默认情况下是{Zemax}\DLL\PhysicalOptics。这个文件夹的位置在File tab...Project Preferences...Folders:
s]OXB {M +.St"f/1 '"a8<