Gaussian beam是什么意思，Gaussian beam的意思翻译、用法、同义词、例句

常用词典

[光] 高斯光束

例句

The intensity uniformization of Gaussian beam is desired for many applications.

高斯光束均匀化是许多应用所要求的。

The lens coupling of Gaussian beam between optical fibers is a common technique.

高斯光束在光纤间的透镜耦合是耦合方式中较为常用的一种。

Gaussian beam is the asymptotic solution of wave equation concentred at the central ray.

高斯束是波动方程在特定射线附近的高频渐近解。

Impact Analysis of Gaussian Beam on Measurement of Single Crystal Silicon Sphere Diameter.

高斯光束对标准硅球直径测量的影响分析。

Gaussian beam method is based on the dynamic raytracing and paraxial approximation method.

高斯束方法是在动力学射线追踪和旁轴近似方法基础上发展而来的。

专业解析

高斯光束（Gaussian Beam）是激光光学中最基本且重要的光束模型之一，它描述了激光器发出的光在自由空间或均匀介质中传播时的电场分布规律。其核心特征在于光束横截面上的光强分布遵循高斯函数（钟形曲线），且传播行为符合波动方程的解。以下是其详细解释：

一、核心数学描述

高斯光束的电场复振幅 ( E(r, z) ) 可表示为： $$ E(r, z) = frac{E_0}{w(z)} expleft(-frac{r}{w(z)}right) expleft(-ileft[kz - tan^{-1}left(frac{z}{z_R}right) + frac{k r}{2R(z)}right]right) $$ 其中：

( r )：光束横截面径向距离
( z )：沿传播轴距离
( w(z) )：束腰半径，表示光束半径随传播距离的变化：
$$ w(z) = w_0 sqrt{1 + left(frac{z}{z_R}right)} $$

( z_R )：瑞利范围，定义为 $$ z_R = frac{pi w_0}{lambda} $$（( lambda ) 为波长），表征光束准直范围
( R(z) )：波前曲率半径，满足 $$ R(z) = z left[1 + left(frac{z_R}{z}right)right] $$

二、物理特性

高斯强度分布：横截面上光强 ( I(r) propto expleft(-2r/wright) )，中心最亮，边缘指数衰减。
束腰（Beam Waist）：光束最窄处（( z=0 )），半径 ( w_0 ) 是核心参数，决定发散角。
发散角：远场发散角 ( theta approx frac{lambda}{pi w_0} )，与波长成正比，与束腰半径成反比。
相位结构：波前从束腰处的平面波逐渐变为球面波，曲率半径 ( R(z) ) 在 ( z = z_R ) 处最小。

三、应用领域

激光加工：聚焦高斯光束可实现微米级精度的切割、焊接（如光纤激光器）。
光学通信：用于自由空间光通信的光束整形，降低传输损耗。
精密测量：激光干涉仪、原子力显微镜依赖高斯光束的波前特性。
医学：激光手术刀、眼科治疗设备利用其可聚焦性。

权威参考文献

基础理论：
Bell System Technical Journal, "Lasers and Light Amplification" (1961) 首次系统分析高斯光束传播。

标准化定义：
ISO 11146:2015 "Lasers and laser-related equipment – Test methods for laser beam widths" 规范测量方法。

工程应用：
R. Paschotta, Field Guide to Laser Pulse Generation (SPIE Press) 讨论工业激光系统中的光束控制。

教学资源：
麻省理工学院OpenCourseWare "Optical Engineering" 课程讲义（公开访问）提供数学推导[链接：ocw.mit.edu]。

研究进展：
中科院上海光机所《光学学报》多篇论文探讨非理想高斯光束的修正模型[链接：www.opticsjournal.net]。

网络扩展资料

Gaussian Beam（高斯光束）是一种在激光光学中广泛应用的理想光束模型，其横向电场和光强分布遵循高斯函数。以下是详细解释：

1. 定义与特性

横向电场分布：高斯光束的电场在横截面（垂直于传播方向）上呈高斯函数形式衰减，即强度从中心向边缘逐渐减弱。数学表达式为：
$$
E(r, z) = E_0 frac{w_0}{w(z)} expleft(-frac{r}{w(z)}right) expleft[-ileft(kz - arctanfrac{z}{z_R}right)right]
$$
其中，( r ) 是径向距离，( z ) 是传播距离，( w_0 ) 是束腰半径，( w(z) ) 是传播到 ( z ) 处的光斑半径，( z_R ) 是瑞利长度。
光强分布：光强 ( I(r) propto |E(r)| )，即中心最亮，向外呈指数衰减。

2. 关键参数

束腰（( w_0 ）：光束最窄处的半径，对应最小光斑尺寸。
瑞利长度（( z_R ）：光束传播时保持近似准直（不发散）的距离，计算公式：
$$
z_R = frac{pi w_0}{lambda}
$$
其中 ( lambda ) 是激光波长。
发散角（( theta ）：远场发散角，描述光束的发散程度：
$$
theta approx frac{lambda}{pi w_0}
$$

3. 传播特性

光斑半径变化：随着传播距离 ( z ) 增加，光斑半径 ( w(z) ) 逐渐增大：
$$
w(z) = w_0 sqrt{1 + left(frac{z}{z_R}right)}
$$
波前曲率：高斯光束的波前曲率半径 ( R(z) ) 随传播距离变化：
$$
R(z) = z left[1 + left(frac{z_R}{z}right)right]
$$

4. 应用领域

激光技术：大多数激光器输出的基模（TEM₀₀模）即为高斯光束。
光学聚焦与成像：用于显微镜、激光加工（如切割、焊接）。
光纤通信：高斯光束模式与单模光纤的传输特性匹配。

5. 与其他光束的区别

平面波：强度均匀分布，无发散（理想模型，实际不存在）。
球面波：波前为球面，发散角更大。
高阶模光束：如 TEM₀₁模，具有复杂的光强分布。

高斯光束因其数学描述简洁且在传播中保持形式不变，成为激光光学理论和工程设计的基础模型。如需进一步了解具体应用场景或公式推导，可参考激光物理或波动光学的专业文献。

别人正在浏览的英文单词...

【别人正在浏览】