激光束传输与变换

光学经典理论激光光学的几个重要原理激光是光学研究十分重要的一个方向，今天为大家整理了一些关于激光光学的几个重要原理，相信很多的朋友们应该会喜欢，可以收藏一下。

激光的产生说到激光的产生就要先从原子结构说起。

卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子的行星模型，依照公认的电动力学法则，绕核运动的电子将连续发光，并因能量损耗终将崩溃落人核内，这与观察到的分立光谱线并不一致。

女人上了年纪，改如何保养？广告为了解决这一矛盾，1913年，玻尔提出了两点假没：第一点假设认为，电子只能在某些确定的轨道上运动，这就是所谓的“定态”，电子只要停留在这些态中的任何一个，它就不会发光；第二点假设认为只有当电子从一个较高能量的定态跃迁到一较低能量的定态时，辐射才从原子中放出，放出的辐射能量等于两定态能量的差值，通过一个类似的逆过程，原子能够吸收一个辐射量子，使得一个电子跃迁到较高能量的定态。

玻尔原子理论解决了原子的稳定性问题，以及光谱规律与原子结构的本质联系问题展开剩余97%原子发光的机理原子从某一能级吸收或释放能量，变成另一能级，称之为原子跃迁。

爱因斯坦发现，若只有自发辐射和吸收跃迁，黑体和辐射场之间不可能达到热平衡，要达到热平衡，还必须存在受激辐射。

自发辐射与受激辐射当外来光子的频率满足hv=E2-E1时，使原子中处于高能级的电子在外来光子的激发下向低能级跃迁而发光。

受激辐射光子与入射光子属于同一光子态（或光波模式），具有相同的频率、相位、波矢、偏振。

——自发辐射系数——受激辐射系数受激吸收——受激吸收系数受激辐射与受激吸收的矛盾受激辐射使光子数增多，受激吸收使光子数减少。

受激辐射与自发辐射的矛盾要克服上述矛盾就需要粒子数反转。

受激辐射占优势，光通过工作物质后得到加强，获得光放大。

激光的产生条件：1、增益介质：激光的产生必须选择合适的工作物质，可以是气体、液体、固体。

在这种介质中可以实现粒子数反转，以制造获得激光的必要条件。

第36卷，增刊红外与激光工程2007年6月V bl．36Suppl em ent L1丘骶d and I．．ase r Engi noe r i ng J un．2(X y7激光加工中光束变换技术研究叶瑞芳，黄元庆，万瑾，胡天林，吴兆喜，颜黄苹，翁梓华(厦门大学机电工程系，福建厦门361005)摘要：激光光束形状和能量分布直接限定了激光加工的应用。

为满足不同的激光加工要求，必须对激光光束进行光束变换。

应用旋转棱镜和组合光学系统能够实现实心和环状光束之间的相互变换。

从几何光学角度对旋转棱镜组合光学系统进行了理论分析和实验。

通过调整正负旋转棱镜的间距d，获取不同形状和能量分布的激光光束。

实验结果表明，基于旋转棱镜组合光学系统的光束变换技术，有效地实现了多种形式的光束变换，提高了激光束的利用率，在激光加工领域中具有广泛的应用前景。

关键词：光束变换；旋转棱镜；激光加工中图分类号：TN24l文献标识码：A文章编号：1007．2276(2007)增(激光)．0361．03B e a m t r ansf om at i on i n l嬲er pm ces s i ngY E R ui f j眦g，H U A N G Y uaI l-qi Il g，W A N Ji n，H U Ti锄一Hn，W U踟。

一)【i，YA N H u觚g—pi I l g，W EN G zi-hua 回ep硎m锄t of M ech缸i c出柚dEl∞咖i c Engi∞cri ng，Ⅺan啪U niV c播i吼】(i础n361005，Q I i玎a)A bst豫ct：r I k s吣觚d qual i t)，of l勰er be锄di l佻ny defi ne i ts a ppl i c a t i ons i n t t le l懿er呻essing．F0r dif!I．erent r eque s t s of l硒er pr oc ess i ng，t11e i nput be锄al w ays needs t o be t m nsf om l ed．T he 廿姐s f om嗡t ion be t w∞n m e sol i d be am锄d aI l nul a r be锄cal l be r ea l i z ed by m e axi con-bas ed opt i ca l deV i ces．1he opt i ca l sys t em i s觚al yzed bas ed onⅡl e ge om e仃y opt i c al t l l e or y．By adj ust i ng t ll e s印盯at i on of t lle pos i t i V e and ne g撕V e a)【i con，di仃er e nt sha pes锄dⅡl e ene玛y di s t r i but i ons a r e gai ne d．I t is s how n t l lat t lle a)【i c on_ba se d be锄呦sfonnati ons瑚．i∞the us e f配t or of l a se r and ha V e w i de a ppl i c a丘on pm s pI∞t i nl舔erpr ocess i ng f leId．K e y wor ds：Be锄咖sf o棚怕n伽；A xicon；L鹤盯pIocessi ngO引言激光加工是将激光束照射到加工物体的表面，用以除去或熔化材料一起改变物体表面性能。

激光光场调控传输及应用随着光学领域的不断发展，激光技术承担着越来越重要的角色，尤其是在光学通信、激光制造、生物医学等领域。

激光光场调控传输(LIDT)技术就是一种基于激光技术的新型调控传输技术，它不仅能够实现高速、高效的传输，还能够实现更多的功能和功能性。

激光光场调控传输技术主要利用激光束来传输信号，通过变换激光的参数来改变其质量。

激光光场调控传输技术的特点之一是它能够提供相当高的速率，可以达到几十Gbps的传输速率。

此外，激光光场调控传输技术还能够提供很高的传输距离，可以达到几百公里的传输距离。

另外，激光光场调控传输技术还能够实现更多额外的功能，例如安全保护功能、误码率控制，以及可靠性控制等功能。

激光光场调控传输技术在光学通信领域有着重要的应用，它能够替代传统的通信技术，提高信号传输效率。

例如，激光光场调控传输技术能够实现高容量传输，使得市场上能够提供更快更可靠的光网络互联服务。

此外，激光光场调控传输技术还能够应用于激光制造领域，以及激光微纳加工等。

由于激光调制传输技术的特性，它可以提供高效的精密加工，从而实现高精度的光学微纳加工。

此外，激光光场调控传输技术还能够应用于生物医学领域。

医学上利用激光来进行眼科手术、防治眼外伤、治疗青少年近视等是一种较新的技术，而激光光场通过调控激光强度、波长和其它参数，可以更有效地进行手术治疗。

以上就是激光光场调控传输技术的主要应用，它既可以用于光学通信，又可以用于激光制造、生物医学等领域，已经成为一门重要的学科。

在光学通信中，它可以提供更快更可靠的传输服务，在激光制造和微纳加工领域，也能够提供精确可靠的加工服务，而在生物医学领域，它也能够提供更有效的治疗服务。

因此，激光光场调控传输技术不仅具有极大的实用价值，还为研究者提供了极大的发展空间。

在未来，激光光场调控传输技术还将发挥更多的作用。

随着芯片技术的发展，将可以实现更加精确和可靠的传输，提高信息传输速率。

此外，还可以使用激光光场调控来研究更大范围的特性，从而拓展更多的应用前景。

激光光学--光束描述·传输变换与光腔技术物理
激光光学是现代光学研究的一个重要领域，它主要研究激光的产生、调制、放大、传输、变换等各个方面的物理过程。

激光的光束描述、传输变换以及光腔技术是激光光学中的重要内容。

光束描述是指对激光光束在空间分布和相位特性的描述。

激光光束是具有强相干性和方向性的光束，在传输和控制中需要对其进行准确的描述和分析。

在理论模型中，激光光束通常被描述为一个平面波或高斯光束。

平面波模型是指激光光束在无穷远处的光场呈现为平面波的形态；而高斯光束模型则是指激光光束在横向和纵向的相位分布分别满足高斯分布的光束，这是激光光束常用的模型。

传输变换是指激光光束在传输过程中可能会遇到的空间变换和相位变换。

激光光束在传输中可能会遇到棱镜、透镜、光栅、偏振元件等元件的影响，这些元件对光束的空间形态和相位特性都会产生一定的影响。

光束传输的变换主要包括衍射、衍射衍射、衍射衍射衍射等多种变换。

激光光束在传输过程中如何准确的描述和分析，是激光光学中的重要课题之一。

光腔技术是指将激光光束置于光学腔内进行传输和变换。

光学腔是一种内壁光反射镜的封闭空间，光束在光学腔内通过反射或透射进行反复传输和增强，从而产生高品质的激光光束。

光学腔技术是激光器、光学谐振器等相干光源重要的组成部分。

光腔技术的发展历程包括分别核实腔、分布式反馈式腔，色散补偿腔，微腔等多种技术，这些技术在实际应用中发挥了重要的作用。

总之，光束描述、传输变换和光腔技术无论是在理论分析还是在实践应用中都是激光光学中极为重要的内容，它们的研究和应用都具有重要的理论价值和实用价值。

激光束的传输规律王佳威北京工业大学 应用数理学院 000611班指导教师：俞宽新摘要 从激光器输出的光束称为高斯光束，它有许多与其它光束，如平面波、球面波不同的特点，研究其传输规律，特别是通过透镜时的变化规律，将为激光束的聚焦和准直技术打下良好基础。

关键词 激光束，传输，q 参数一、激光束的基本性质使用稳定的球面腔的激光器所发出的基模激光将以高斯光束的形式在空间传播。

本部分主要研究高斯光束的传输规律, 并研究简单透镜系统对高斯光束的变换。

这些都是激光原理与实际应用中经常遇到的具有实际意义的问题。

无论是方形镜共焦腔还是圆形镜共焦腔,他们所激发的基模行波场都是一样的,由于其横向振幅分布为高斯函数, 所以称之为基模高斯光束, 或简称为高斯光束。

射Z 坐标原点在光束的腰处, w0为高斯光束的腰斑半径,ƒ为产生高斯光束的共焦腔焦参数。

高斯光束的解析表达式如下:()22221202()()0,,()x y x x y i k z tg R z f w z w E x y z E e e w z −⎧⎫⎡⎤+⎪⎪+−+−⎢⎥⎨⎬−⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩=⎭ （1） 式中,R(z),w(z)分别表示z 坐标处高斯光束的等相位面曲率半径及等相位面上的光斑半径。

1、光斑半径高斯光束在任意z 坐标处,其横向振幅分布为高斯分布,光斑半径随z 坐标而变,在z=0处,w(0)=w0为腰斑半径。

2、等相位面分布沿高斯光束轴线每一点处的等相位面都可以视为球面,曲率半径也随z坐标而变,即:()w z w w == 在z = 0及z =∞处, R(0)与R(∞)都为∞,表明在高斯光束腰处及无穷远处的等相位面都是平面。

在z 的绝对值为ƒ处,R(ƒ)的绝对值为2ƒ,这是等相位面曲率半径数值的极小值。

当z >0时,R(z)>0,等相位面凸向z 轴正方向。

当z <0时,R(z)<0,等相位面凸向z 轴负方向。

图1中画出了五个位于z >0范围内的等相位面及其曲率中心的位置示意图。