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摘要高斯光束是在缓变振幅接近条件下，赫姆霍兹方程得到的一个特解。本文从高斯光束以及晶体两方面出发，首先讨论了高斯光束的各项性质，接着对晶体的性质进行了研究，最终对高斯光束在晶体中的传播进行了深入的研究。高斯光束可以很好的描述激光光束的各项特性，故而得到了广泛的研究。本文推导出高斯光束在晶体中传播的解析法描述，并根据解析公式进行Matlab仿真，更加直观的验证研究成果，对结论进行验证。在仿真过程中，着重对单轴晶体、椭圆高斯光束、余弦高斯光束进行了仿真，进而验证各项重要性质。30635
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关键词 高斯光束 晶体 仿真
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Study on Gaussian beam propagation in the crystal
Abstract
Gaussian beam is a special solution of the Helmholtz equation with slowly varying amplitude in close conditions. From the Gaussian beam and crystal, firstly we discussed the nature of the Gaussian beam, then the nature of the crystals were studied,finally Gaussian beam propagation in the crystal was depth studied. Gaussian beam can be a good description of the characteristics of the laser beam, and therefore it has been widely studied. This article is derived Gaussian beam propagation in the crystal analysis method described and Matlab simulation based on analytical formulas, more intuitive verification findings, conclusions verified. In the simulation process, this paper focuses on the uniaxial crystal, elliptical Gaussian beam, cosine Gaussian beam simulation, and then verify these the important properties.
Keywords Gaussian beam Crystal Simulation
目 次
1 绪论 1
1.1研究动机与目的1
1.2发展状况1
1.3研究方法2
1.4论文内容概述3
2 光在晶体中的传输理论 4
2.1 傍轴理论 4
2.2 高斯光束 7
2.3 晶体 9
2.4 光在晶体中传播的解析法描述 10
3 仿真与数据计算 13
3.1 单轴晶体中o光与e光仿真与解析式推导 13
3.2 晶体中椭圆高斯光束仿真与计算 17
3.3 余弦高斯光束 21
结论 24
致谢 25
参考文献26
1 绪论
自激光发明已有半个世纪，由于其单色性极好，发散度极小，亮度强等优势,现今激光技术已被广泛应用于光纤通信，激光雷达，全息图像，生物医学，工业焊接加工，科学研究等领域。从1669 年丹麦科学家巴塞林纳斯发现了晶体的双折射现象，后来，人们利用激光在晶体中的传播特性制造了晶体偏振器件，相位延迟器，波片,补偿器等一系列的光电器件，通过光电器件产生的偏振光与光学波,可以实现光学的和频与差频、光学参量的放大与振荡，光波调制和光开关的应用。大多激光器产生光束符合高斯分布，因此高斯光束在晶体中的传输和变换特性也被纳入激光应用研究的主要方向。光的偏振现象在科学技术中，特别是光通信，激光技术，光信息处理，高速摄影等领域起着重要的作用。研究光在晶体中的偏振特性，不同高斯光束沿光轴，垂直光轴，以任意角度入射光轴在单轴晶体中传播是本论文的主要内容。
1.1 研究动机与目的
本课题通过对高斯光束的研究，将物理光学与偏振光学的知识应用到实际中，解决光学理论中的重要问题。激光作为极好的光源一直是研究的重点，本文从光的偏振特性与晶体间的密切联系出发，针对高斯光束展开理论研究与仿真实验，最终得到高斯光束在晶体中的传输特性。
本课题重点要解决的问题是研究高斯光束通过晶体的传输特性，得到光束的传输和变换特性，并进行相应的理论仿真，为其在实践中的应用提供理论基础。