ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Простейшие методы уменьшения расходимости и ее измерение из "Оптические резонаторы и лазерные пучки " Простейшие методы уменьшения расходимости и ее измерение. Приведенное выше рассмотрение угловой расходимости различных источников отнюдь не является исчерпывающим, однако должно облегчить понимание того, как влияют на расходимость те или иные факторы, рассматриваемые в дальнейшем. Основной вьшод, который пока можно сделать, — для получения малой расходимости следует в первую очередь стремиться к постоянству фазы излучения на выходном сечении источника. Неравномерность распределения амплитуды далеко не так страшна даже многочастотность опасна только тогда, когда значительная доля общей мощности приходится на компоненты или с большой расходимостью, или с различающимися направлениями распространения. Отсюда следует, что самые простые и в то же время достаточно радикальные методы уменьшения расходимости сводятся к применению тех или иных фазовых корректоров — элементов, воздействующих на фазовое распределение. [c.57] Чаще всего используются квадратичные фазовые корректоры — тонкие линзы. Линза с фокусным расстоянием, равным радиусу кривизны сферического волнового фронта, превращает последний в плоский и, таким образом, позволяет начисто избавиться от той компоненты расходимости, которую мы называли геометрической. [c.57] Очевидно, этот способ может быть применен для уменьшения расходимости не только эрмитовых и лагерровых пучков, но и пучков с распределением поля вида (1.26). Необходимо только иметь в виду, что стационарный фазовый корректор позволяет ликвидировать фазовые скачки лишь у какого-то одного из пучков семейства расходимость излучения значительной части остальных не только не убывает, но даже возрастает (за счет появления новых линий, на которых происходят скачки фазы). [c.58] Перейдем теперь к вопросу об измерении угловой расходимости. При выводе формул (1.28), (1.29) мы видели, что переход к дальней зоне, когда форма распределения интенсивности перестает зависеть от расстояния, связан с возможностью пренебрежения в фазовом множителе подынтегрального выражения членами, содержащими х] и у, В обычных условиях для этого необходимо выполнение неравенства (1.27), что требует, как правило, значительного удаления от источника излучения. Так, при X = 0,5 мкм (зеленый свет) и диаметре источника 3 5 см дальняя зона полностью формируется только на расстоянии порядка нескольких километров. Однако нетрудно добиться полного отсутствия упомянутых членов и в непосредственной близости от источника излучения — для этого достаточно воспользоваться обычной положительной линзой. [c.58] Напомним, что при прохождении пучком света линзы с фокусным расстоянием / комплексная амплитуда поля умножается на ехр[- (ikl2f) (xi + 7i)]. Добавление этого множителя в функцию отклика (1.6) приводит к взаимному сокращению членов, содержащих х] я если расстояние до плоскости наблюдения / равно /. Отсюда вытекает простейший рецепт наблюдения распределения в дальней зоне, которому все и следуют на выходе источника размещается линза или более сложная оптическая система с фокусным расстоянием / 0. Картина в фокальной плоскости полностью подобна распределению в дальней зоне для перехода к угловому масштабу необходимо линейный масштаб разделить на /. Поскольку угловое распределение излучения остается в пустом пространстве на любом удалении от источника одним и тем же, расстояние от источника до измерительной линзы не играет особой роли. Необходимо только следить, чтобы линза всегда перехватывала весь световой пучок и чтобы плоскость наблюдения действительно была фокальной. [c.58] Сходные закономерности имеют место и в общем случае пучок с любым начальным распределением поля, расширяясь на достаточном удалении от источника конечных размеров, приобретает сферичность волнового фронта — дифракционная компонента расходимости убьюает, геометрическая растет. Компенсация сферичности частично или полностью уничтожает геометрическую компоненту и уменьшает общую расходимость. Добавим еще, что волновой фронт может иметь определеннз-ю сферичность и непосредственно на выходе источника. В результате основанный на поиске минимума отношения djl прием измерений чаще всего приводит к большим систематическим ошибкам. [c.59] С другой стороны, подобные измерения при четком знании положения фокальной плоскости могут принести определенную пользу найдя расстояние /о, на котором отношение djl проходит через минимум, мы тем самым определяем оптическую силу оптимального квадратичного фазового корректора 1// — 1//о и достигаемую при его использовании расходимость. [c.59] Вернуться к основной статье