Стр. 1 - П.А. Носов, И.И. Пахомов, А.Ф. Ширанков - Состояние и перспективы развития методов расчета преобразования лазерного излучения оптическими системами

УДК 535.317

П . А . Но с о в, И . И . П а хом о в, А . Ф . Ши р а н ко в

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИМИ

СИСТЕМАМИ

Рассмотрены существующие методы расчета преобразования оп-

тическими системами лазерного излучения и определены тенден-

ции и перспективы их развития.

E-mail:

pan@bmstu.ru

Ключевые слова

:

лазер, лазерный пучок, оптическая система, лазерно-

оптическая система, формирование лазерного излучения.

Появление лазеров (оптических квантовых генераторов) способ-

ствовало становлению и интенсивномуразвитию новых научных на-

правлений. Одним из этих направлений является лазерная оптика —

раздел оптики, изучающий вопросы формирования лазерного излу-

чения оптическими резонаторами и преобразования его оптическими

системами, а также вопросы синтеза таких систем, обеспечивающих

формирование лазерного пучка с требуемыми параметрами. В насто-

ящее время это направление вполне сформировалось и продолжает

развиваться, способствуя улучшению характеристик лазеров и расши-

рению областей их применения.

Важную роль в теории лазерной оптики играют гауссовы пучки,

которые формируют устойчивые резонаторы. В работах [1, 2] уста-

новлено, что для гауссовых пучков при их распространении в свобод-

ном пространстве характер распределения амплитуды поля остается

неизменным и лишь меняется масштаб этого распределения, опреде-

ляющий поперечный размер пучка. Кроме того, на удалении

z

попе-

речного сечения гауссова пучка от перетяжки он имеет сферический

волновой фронт, радиус кривизны которого определяется выражением

R

Φ

(

z

)

=

z

1

+

z

к

z

2

,

(1)

где

z

к

— параметр конфокальности пучка — продольное расстояние

от перетяжки пучка, на котором размер пучка увеличивается в

√

2

раз.

Анализ выражения (1) показывает, что радиус кривизны волново-

го фронта гауссова пучка изменяется от

2

z

к

до бесконечности [1, 2].

Радиус кривизны волнового фронта равен бесконечности в сечении

перетяжки и в дальней зоне при

z

→ ∞

. Поэтомуформируемые

устойчивыми лазерными резонаторами гауссовы пучки обладают

свойствами, не присущими излучению классических источников (теп-

ловых, люминесцентных).

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012

167