文档介绍：咼斯光束
在光学中，高斯光束(Gaussian bean)是横向电场以及辐射照度分布近似满足 高斯函数的电磁波光 束。许多激光都近似满足高斯光束的条件，在这种情况里，激光在 光谐振腔(optical resonator)里以
TEMoo咼斯光束
在光学中，高斯光束(Gaussian bean)是横向电场以及辐射照度分布近似满足 高斯函数的电磁波光 束。许多激光都近似满足高斯光束的条件，在这种情况里，激光在 光谐振腔(optical resonator)里以
TEMoo波模传播。当它在镜片发生 衍射，高斯光束会变换成另一种高斯光束，这时若干参数会发生变 化。这解释了高斯光束是激光光学里一种方便、广泛应用的原因。
描述高斯光束的数学函数是 亥姆霍兹方程 的一个近轴近似(Paraxial approximation)解(属于小角近 似(Small-angle approximation)的一种)。这个解具有高斯函数的形式，表示电磁场的复振幅。电磁 波的传播包括 电场和磁场两部分。研究其中任一个场，就可以描述波在传播时的性质。
~2(^00
100
150
200 Intensity of a Gaussian Beam (w = 40mm； A = 30mm)
-50
-100
-150
-300
-200 -100 0 100
x (mm)
200 300 400
高斯光束的瞬时辐射照度示意图
纳米激光器产生的激光
共焦腔基模高斯光束腰斑半径
数学形式
高斯光束作为电磁波，其电场的振幅为:
沪母鋳勿（益5）円（皿一诋晶+区⑵）‘
I
这里
卜为场点距离光轴中心的径向距离 为光轴上光波最狭窄位置束腰的位置坐标
:为虚数单位（即厂一 I）
左=色
.,为波数（以弧度每米为单位）
1 :,
亠 为电磁场振幅降到轴向的1/e、强度降到轴向的1/e2的点的半径
叱飞册讥为激光的束腰宽度
-为光波波前的曲率半径
- 为轴对称光波的Gouy相位，对高斯光束的相位也有影响
对应的辐射照度时域平均值为
丽丿esp
这里」； 门 1为光波束腰处的辐射照度。常数■'为光波传播介质的 波阻抗（Wave impedanee在
巾=珈=
真空中，
—=1/住韵 w 3767 Q 甌 。
波束参数
高斯光束的许多性质由一系列波束参数决定，下面将分别予以介绍。
束宽
对于在自由空间传播的高斯光束，其 腰斑（spot size）位置的半径在光轴方向总大于一个最小值
，
这个最小值被称为束腰。波长为'的光波的腰斑位置在'轴上的分布为
w(2)— Wq J1 +
这里将Z = o定义为束腰的位置。
R A
被称为瑞利距离(Rayleigh length)。
瑞利距离和共焦参数
与束腰轴向距离等于瑞利距离盅/?处的束宽为
= u)ox/2.
这两点之间的距离称作是