复杂像散高斯光束的并合光束特性

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1、第29卷第4期中国激光、H．A29，No．42002年4月CHINESEJOURNALOFLASERS^pfil，2002文章编号：0258．7025(2002)040321-06复杂像散高斯光束的并合光束特性李宾中，吕百达(四川大学激光物理与化学研究所，四川成都610064；川北医学院物理教研室．四川南充637007)提薹利用Wigner分布函数．对复杂像散高斯光束的并合问题进行了详细研究．得到了相干和非相干并合光束的光强分布和M因子的解析表达式。解析结果和数值计算均表明并台光束的特性与子光束数目、相对阃距和几何排布等因索有关。以

2、光束传输因子(M)作为标准时，相干并合光束质量优于非相干并合；以桶中功率(PIB)作为标准时．相干并合光束质量并不总优于非相干并合。关键调复杂像散高斯光束．光束并舍．光束传输因子(M)．桶中功率中圈分类号0435文献标识码ABeamCombinationCharacteristicsofGeneralAstigmaticGaussianBeamsLIBin—zhong。一．L0Bai—da。fInstituteofLaserPhysics＆Chemistry，SichuanUnivers，Chengdu610064I＼Dept．of

3、Physics，NorthSichuanMedicalCollege．Nanchong637007JAb~'aetBusingWisherdisrribufio~functio~，thebeamcombinationcharacterlsrlcsofgeneral∞tcGaussianbeem~a地studied．Theanalyticalformulasofintensityprofilesandbeamp士Dpagadollfactor(MJforinct~erentandco嗍tcombinatiov．sared盱ived．1

4、anal两ca1蛐dnumericalre~tt]uishowthatthebeamqualityottheresultingbeamdependsoHthenumber，n脚Hlp&rationdistanceandSeomemeMarrange~efltofbeamle~s．TllebeamqualityofthecoherentcornbLnetionisbetterthanth4t0theincoherenteombinado4awhenthebeampropageticeabctor(M)isd1os蚰asthecrite

5、rion，whereasthebeamquality0fthecoherentcombirmtinnisnotalwaysbetterThanthat。ftheim：cherent∞mbinat_啪，thepower血thebucket(PIB)adopted船thecriterion．Keywordsge『埘筒d鲫dcG越强吐nb阻扎bt蛳mbinhkIplq掣I6叽∞()．p∞憎inthebucket(P1B)1引言Wigner分布函数为w(r，q)=lr(r+5／2，r—s／2)exp(一iqrs)ds在强激光技术中，常利用光

6、束并合的办法来实现高功率、高光束质量的光束以满足实际应用。因(1)此，研究光束并合．搞清其物理问题，尤其是并合光式中r=．Y表示空间坐标．口=“，口表示空间频束质量具有重要意义。文献[1-3]研究了一维线阵率域坐标，上标T表示转置。Wigner分布函数同时高斯光束的并合。本文采用光束传输因子(M)和在空间域和空间频率域描述光束的特性。由它可求桶中功率【PIB)作为衡量光束质量的参数，利用出光束的一阶矩、二阶矩Wigner分布函数，对影响复杂像散高斯光束的并合(，)=f，(r．q)drdq／盯w(r．q)drdq(2)光束质量的物理因

7、素、并合方式等问题进行了详细<庸)=fw(r，q)drdq『仃w(r．q)drdq(3)分析和定量计算。式中f．g=．Y．“．。二阶矩构成一个实的4×4设光束的交叉谱密度为r(r。，r)，则其收稿日期：2001．06-08：收到髂改稿日期：2001．08-20基金项目：激光技术青年科学基垒(No．2000-3)，激光技术尉隶重点实验塞基金(No2001-0010)资助课题。作者简介：李宾中(1965一)．男．四川大学激光物理与化学研究所博士生．副教授、硬士，主要从事光学与激光的教学与科研。E-mail：libir~hong@263．

8、net中国激光29卷对称光束变量矩阵v表征光束特性设复波前矩阵为()(xy》(．rig)()-Q：：lLiM，r,u,，~：．：lc(9)(xy)(j，)(yu)(yv)—n／r一n／／fg2_，：JV：(4)(M)(yu)(“)(“