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    薄透鏡公式的正確打開方式(光學知識)

    發布時間:2021/9/3

    在光學人口中出現最多的名字中,高斯必屬于其中.Gaines的出現頻率甚至可能高于菲涅爾(但可能比赫茲更低),即使在菲涅爾反射到處可見,即使我們每天都用鍍有增透膜的光學元件,我們也常常忽視它。討論了從高斯光學擴展到高斯光束時,如何改進薄透鏡公式。

    1841年,Gauss系統地闡述了以其命名為高斯光學(亦稱一階或近軸光學)的幾何光學成像理論。在光學理論中,薄透鏡公式的高斯形式可以寫成:

    薄透鏡公式1

    但對激光傳播而言,若考慮衍射將超出幾何光學范疇,則對上述公式進行修正,以滿足波動光學應用。這種新型薄透鏡公式將激光視為高斯光束——徑向強度為高斯分布的光束。因為普通單;騿文9饫w的輸出接近高斯光束,所以新公式具有較寬的適用范圍,即使在M2變換之后也可使用非高斯光束。

    物理距離,像距離和激光

    就激光傳播計算而言,新公式中的物距s和像距s分別指輸入光束腰和從輸出光束到透鏡的距離。

    薄透鏡公式2

    束腰處的光束半徑最小,且離束腰越遠,其半徑也越大。一束光穿過薄透鏡后輸出一條新的光束,兩邊各有一個束腰和發散角。將束腰半徑(W0)視為物體尺寸,輸出束腰半徑(W0)被視為圖像尺寸。該公式還考慮了輸入和輸出光的瑞利距離。在描述光束的準直距離時,瑞利距離是指光線從束腰半徑變大到√2倍束腰半徑所走的距離。越大的發散角,瑞利距離越短。改善薄透鏡公式。

    利用輸入輸出參數之間的關系,可以導出高斯光束新的薄透鏡公式。要注意鏡頭兩邊的光束半徑和波前曲率半徑都是按各自的束腰計算的。

    薄透鏡公式3

    薄透鏡公式4

    薄透鏡公式5

    對于具有相同束腰半徑的非高斯光束和高斯光束來說,前者的瑞利距離較短。M2是這兩個數的比值,激光通常提供M2的尺寸。通過將實際光束的瑞利距離與乘積的乘積計算薄透鏡中的zR或zR計算得到s和s的結果。高斯光束的獨特性。

    在薄透鏡中,高斯光束的傳播方式與幾何光學不同。例如,按照幾何光學中的標準薄透鏡公式,如果一個物體在鏡頭前對焦,圖象將處于無限遠。但是,對高斯光束來說,當物方束腰距離透鏡輸入面一倍焦距時,方束腰距離透鏡的輸出量仍是一倍焦距。

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