[原创]如何处理高斯光束 [复制链接]

大家好！ C6cEt5  
我所在部门主要做演示激光。其中作为地标用的激光，上面领导提出要求，要求激光束在500m处光斑尽可能小。 8^ezqd`  
因为我刚做了一次高斯光束的培训课。所以领导用这个实际问题来考验我，问我是否能用高斯光束的理论分析出，用多少焦距的镜片，此镜片放在哪个位置，从而使500m处的光斑尽可能小。 tv8}O([  
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我是个刚毕业不到半年的本科生，用我学的高斯光束理论，我这样分析这个问题。 n*vzp?+Y  
一、通过透镜，使得新形成的高斯光束腰斑到达500m处。 mq*Efb)!  
    500m处为腰斑了，然后再让这个腰斑取最小值。 pv9Z-WCix$  
    但这个我听我们部门调试工人说比较难达到。因为他们做动画演示激光时，要使得腰斑打到50m都非常困难，500m处，可能不存在。 UA]U_P$c  
    （附：我们所做激光器腰斑在出光口1m左右位置） KG8Km  
`UDB9Ca  
    有没有这方面的专家可以告诉我：腰斑打到500m处的可能性或者不可能性。 1#-=|:U  
二、通过透镜，使得新形成的高斯光束在500m处的光斑取极小值。 'k?*?XxG  
    这个通过理论公式，我可以求得500m处的光斑表达式，但是，以我自身的水平，没有办法去分析此时的光斑极小值。因为一个F、l都是未知数，另外一个，最高次方为四次。因此我很难分析得出此时光斑与F、l的函数关系。 ^ ;XJG9a0\  
T\Ld)'fNv  
>V1v.JH  
有没有高人可以指点一下？ Y}Gf%Xi,  
用理论，怎么分析高斯光束诸如此类的整形问题？ "g>, X[g  
谢谢。

这里没有高手吗？

500m处的光斑尽可能小，这句话太含糊了，用光学系统不是不能达到，激光还可以打到月球上哪！首先你要看你要使用的光源，再确定光学系统，再确定镜片的片数。200m的我搞过。具体过程如上，不难。

cjg2035： o$%I{}9x  
你好！感谢您的回复。 gXP)Y
N  
你所讲是指实际处理中应该知道哪些参数，然后根据参数、根据镜片数量求解问题。 <T|?`;K
 
我后面要做的工作就是这个。不过，我现在最想知道的，是我们用理论得出的经一片透镜后500m处的光斑大小，与透镜焦距F、透镜放置位置l的关系。 ]8;2Oh   
这个问题是我首先要解决的。我能够得出这样的关系后，才会有任务让我从理论中解决实际问题，那时候我会按照你的思路，知道光源，光学系统，以及镜片数量，从而解决实际光斑大小问题。 )GC9%mF;  
另外，500m处光斑最小，是很模糊，不够清晰，不过这是一个极化的要求，最重要是让我分析F、l和Wc的关系，实际中可能无法达到理想的光斑最小，不过这是后话。 zD z"Dn9  
下面我用式子把我最主要想解决的问题表达下来。 p}:"@6
  
我推倒的Wc的式子如下： []I_r=  
Wc= 9iy3 dy^  
λ/πw0 .WV5Gf)  
乘以 5tG\5  
lc2【(F-L)2+(πw02/λ)2】+2lcF【l(F-l)-(πw02/λ)2】【(F-l)2+(πw02/λ)2】+F2 【l2(F-l)2-2l(F-l)(πw02/λ)4+F2(πw02/λ)2】 fp`k1Uq@  
/ [42Eq
VR  
F2【(F-L)2+(πw02/λ)2】 ]XS[\qo  
公式表示符号我完全采用国防工业出版社《激光原理》的符号。 2C59f
Xfd  
lc已知，为500m，表达式中，F、l为未知数。 lc8zF5  
（不好意思，公式编辑器我还不会用，上面表达式写的不知大家能否看懂，λ/πw0 乘以一大堆除以一小堆，喜喜！） >o_cf*nx  
因为表达式过于复杂，我自己经验也不足，不知道哪些可以省去，所以，我无从在表达式中得出F与Wc、l与Wc的关系。这个，就是我当前需要解决的问题。 KW 78J~u+  
请问前辈，您是如何解决这个问题。 '] $mt  
非常非常感激！

建议使用多片透镜，一片是达不到效果的，但高斯光束的整体肯定会明显加粗。除非用衍射来实现。。。

这个一两句话说不清楚的，因为涉及的东西太多了，建议楼主查阅有关书籍和文献

先用伽利略望远镜系统准直一下子,再扩束在500米处得到想要的光班半径.

太强了～

高手如云啊