激光原理课程设计

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1、激光原理与技术课程设计---谐振腔自再现模式特性分析XXXuestc1.课程设计任务与要求课程设计任务与要求（1）编程计算图示谐振腔的稳定性与光焦度1/F的关系。可取R1=¥,R2=¥,l1=250mm,l2=200mm。（2）计算输出镜M2和透镜上的模式半径与光焦度1/F的关系。（3）取使谐振腔稳定的F值，计算腔内模式半径与z的关系。（4）取不同的l1值和R1值，计算谐振腔的稳定性，输出镜M2和透镜上的模式半径与光焦度1/F的关系。（5）进行光线追迹，计算从M1出发，光线参数为(r0,q0)的光线在腔内往返传播的轨迹。2.实验原理分析1）光焦度与谐振

2、腔稳定性的关系光学谐振腔的稳定性可以用光线往返一周后的【ABCD】矩阵来描述，根据谐振腔稳定性条件可以判断，当<1时为稳定腔，当>1时为非稳腔，当=1时为临界腔。再用matlab方法作图就可以画出光焦度D与谐振腔稳定性的关系2）光焦度与透镜和输出镜作图原理设腔内五个部分的【ABCD】矩阵分别为Tr1Tl1TFTl2Tr2,透镜和输出镜上的传播矩阵分别为T1=Tl1*Tr1*Tl1*TF*Tl2*Tr2*Tl2*TF和T2=Tl2*TF*Tl1*Tr1*Tl1*TF*Tl2*Tr2;利用matlab编程得到传播矩阵T1T2，根据公式，用matlab方法作

3、图就可以画出光焦度D与透镜和输出镜上光斑半径的关系。3）z与光斑半径作图原理算输出镜M2和透镜上的模式半径与光焦度D的关系，根据公式只要求得光腰半径w0的大小，就可以求出任意处z的光斑半径大小，而光腰半径w0的大小可以用上述公式逆用求得，根据某一参考面【ABCD】矩阵，可以求出该处光斑半径，和等相位面的大小，以及相对光腰的位置z,根据公式作图就可以得到z和光斑半径的关系。4）光线追迹原理设从R1上射出的光线位置参数为【r；θ】,则传播到透镜上的位置参数为【rF；θF】则二者存在关系式：【rF；θF】=TF*Tl1*【r；θ】，在左腔镜中，X=0：l1;

4、Y=rF+XθF根据X，Y的关系就可以做出光线在左腔镜中的传播轨迹，经过透镜和被R2反射的光线也可以利用相同方法求出，重复上述过程，可以得到从某一范围发出的光线在谐振腔内的轨迹图。3，仿真图像3.1谐振腔的稳定性与透镜光焦度关系：R1=inf;R2=inf;l1=200mm;l2=200mm;R1=1000mm;R2=inf;l1=200mm;l2=200mm;4源程序R1=inf;R2=inf;l1=100mm;l2=200mm;R1=700mm;R2=inf;l1=200mm;l2=200mm;3.2透镜光焦度与透镜，输出镜上光斑半径的关系(波长取

5、lamda=1064e-6mm)R1=inf;R2=inf;l1=200mm;l2=200mm;R1=1000;R2=inf;l1=100mm;l2=200mm;R1=inf;R2=inf;l1=100mm;l2=200mm;R1=inf;R2=inf;l1=100mm;l2=200mm;3.3不同位置z与光斑半径的关系(波长取lamda=1064e-6mm)R1=inf;R2=inf;l1=200;l2=200;F=190R1=inf;R2=inf;l1=100;l2=200;F=90R1=inf;R2=inf;l1=200;l2=100;F=85R

6、1=1000;R2=inf;l1=300;l2=100;F=1303.4光线追迹R1=inf;R2=inf;l1=200;l2=200;F=200R1=inf;R2=inf;l1=200;l2=200;F=90R1=inf;R2=inf;l1=300;l2=200;F=300R1=100;R2=inf;l1=200;l2=200;F=160R1=inf;R2=inf;l1=200;l2=200;F=1205matlab代码5.1谐振腔的稳定性与透镜光焦度关系clearclcR1=inf;R2=inf;l1=200;l2=200;i=0;forD=0:0

7、.0002:0.012i=i+1;Tr1=[10;-2/R11];Tr2=[10;-2/R21];Tl1=[1l1;01];%l1距离Tl2=[1l2;01];%L2距离TF=[10;-D1];%透镜T=Tr1*Tl1*TF*Tl2*Tr2*Tl2*TF*Tl1;y(i)=(T(1,1)+T(2,2)).^2/4;x(i)=D;endplot(x,y)xlabel('透镜光焦度D(mm^-^1)')ylabel('(A+D)^2/4')axis([00.01201.5])gridon5.2透镜光焦度与透镜，输出镜上光斑半径的关系clearclcR1=i

8、nf;R2=inf;l1=300;l2=200;lamda=1064e-6;i=0;forD=