激光諧振腔模式研究.pdf

1、光束質(zhì)量決定了激光的聚焦特性和傳輸特性，它與激光諧振腔內(nèi)的光場(chǎng)模式密切相關(guān)，因而光腔模式的相關(guān)計(jì)算在機(jī)加工和光測(cè)量等激光應(yīng)用領(lǐng)域有著非常重要的意義。模式的計(jì)算對(duì)于諧振腔腔型的設(shè)計(jì)、外光路設(shè)計(jì)和光束整形具有指導(dǎo)作用。
　　 諧振腔模式的經(jīng)典理論僅給出了部分簡(jiǎn)單腔型(如平平腔、圓形鏡共焦腔)的模式解析解；在激光器的不斷發(fā)展中出現(xiàn)了各種新的腔型和光學(xué)元件，對(duì)此，解析法通常難以實(shí)施，而必須采用各種數(shù)值計(jì)算方法，如Fox-Li數(shù)值迭代法、

2、厄米-高斯展開法、快速傅立葉變換法(FFT)、有限差分法(FDM)和有限元法(FEM)。特別是Fox-Li數(shù)值迭代方法，它是一種模式數(shù)值求解中普遍適用的一種方法，只要取樣點(diǎn)足夠多，它可以用來計(jì)算任何形狀開腔的自再現(xiàn)模，而且還可以計(jì)算諸如平行平面腔中腔鏡的傾斜、鏡面的不平整性等對(duì)模的擾動(dòng)，其缺點(diǎn)是在菲涅耳數(shù)F很大時(shí)，計(jì)算工作量很大。
　　 本文結(jié)合諧振腔模式計(jì)算的特點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)的Fox-Li算法，其主要特點(diǎn)是：可求解多個(gè)模式