电子科大激光原理课程设计谐振腔光束仿真Word文档下载推荐.doc
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L=700mm
R1=500mm
R2=600mm
图A两球面镜组成的谐振腔
实现方法：
首先利用列阵描述任光线的坐标，而用传输矩阵描述光线经过一段空间后所引起的坐标变换。
假设光线在腔内经n次往返时其参数的变换关系以矩阵的形式表示：
=
用计算出光线的路径。
如此循环得到腔内的光线轨迹。
实现程序：
见源程序
（1）
模拟结果：
稳定情况下非稳定情况下
R1=500mm,R2=600mm,L=700mmR1=250mm,R2=300mm,L=700mm
任务二：
如图所示的谐振腔，由球面放射镜和平面放射镜之间插入一薄透镜构成。
R1=1000mm
F=50mm
L1
L=800mm
图B平面镜和凹面镜之间插入薄透镜谐振腔
（1）分析计算透镜与平面镜之间的距离在什么范围内腔是稳定的；
（2）在腔稳定情况下，演示在腔内往返100次以上时光线轨迹；
（3）计算自再现高斯光束的q参数，并演示往返一周腔内光斑半径曲线自再现（波长为0.5um）。
（1）计算谐振腔的传输矩阵，利用公式计算的值，判断当时，谐振腔是稳定的，当不再范围内时，谐振腔是非稳定的。
（2）其实现方法同任务一的方法一样。
（3）计算谐振腔内各个平面上的q参数，根据，求得和，利用求得，用画出光线在谐振腔内往返一周的光斑半径曲线，同时验证谐振腔模式的自再现。
见源程序（2.2）和（2.3）
（1）经计算当R1=1000mm，F=50mm，L=800mm时，L1在40mm至55.333mm时腔稳定。
（2）腔稳定下反射100次光线（3）往返一周的光斑半径
R1=1000mm，L=780mm，L1=100mm，F=100mm
（3）qm=680+466.476151587624i；
q1=-680+466.476151587624i；
q2=100+466.476151587624i；
q3=-100+21.4373231428136i；
q4=21.4373231428136i；
q5=21.4373231428136i；
q6=100+21.4373231428136i；
q7=-100+466.476151587624i；
q8=680+466.476151587624i；
所以q8=qm模式自再现。
源程序：
（1）
clear,clc
n=100;
L=700;
R1=500;
R2=600;
r=3;
theta=0.01;
I=[r;
theta];
x=linspace（0,L,L）;
fori=1:
n
y=I（1,1）+I（2,1）*x;
plot（x,y）,holdon
I=[1,0;
-2/R2,1]*[1,L;
0,1]*I;
y=I（1,1）+I（2,1）*（L-x）;
-2/R1,1]*[1,L;
end
（2.2）
L=780;
l1=100;
R1=1000;
R2=inf;
F=100;
T=[1,0;
0,1]*[1,0;
-1/F,1]*[1,l1;
-2/R2,1]*[1,l1;
-1/F,1]*[1,L;
0,1];
A=T（1,1）;
B=T（1,2）;
C=T（2,1）;
D=T（2,2）;
h=（A+D）/2;
x1=linspace（0,L,L）;
x2=linspace（L,L+l1,l1）;
y=I（1,1）+I（2,1）*x1;
plot（x1,y）,holdon
y=I（1,1）+I（2,1）*（x2-L）;
plot（x2,y）,holdon
y=I（1,1）+I（2,1）*（l1-（x2-L））;
y=I（1,1）+I（2,1）*（L-x1）;
（2.3）
wl=0.5*10^-3;
qm=1/（2*C）*（（D-A）+i*2*sqrt（1-（A+D）^2/4））;
A=1;
B=0;
C=-2/R1;
D=1;
q1=（A*qm+B）/（C*qm+D）;
z0=real（q1）;
f=imag（q1）;
w0=sqrt（f*wl/pi）;
z=0:
L;
w=w0*sqrt（1+（z+z0）.^2/f^2）;
plot（z,w）,holdon
plot（z,-w）,holdon
B=L;
C=0;
q2=（A*q1+B）/（C*q1+D）;
C=-1/F;
q3=（A*q2+B）/（C*q2+D）;
z0=real（q3）;
f=imag（q3）;
l1;
plot（z+L,w）,holdon
plot（z+L,-w）,holdon
B=l1;
q4=（A*q3+B）/（C*q3+D）;
C=-2/R2;
q5=（A*q4+B）/（C*q4+D）;
q6=（A*q5+B）/（C*q5+D）;
q7=（A*q6+B）/（C*q6+D）;
q8=（A*q7+B）/（C*q7+D）;
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