电子科大激光原理课程设计—谐振腔光束仿真

课程设计 题目：谐振腔的稳定性分析和自再现高斯光束计算 姓名： 学号： 指导老师： 时间： 电子科技大学光电信息学院 任务一： 如图A 所示的谐振腔，用Matlab 程序计算光线在腔内的轨迹，演示腔的稳定和不稳定时光线在腔内往返次数增加时光线轨迹。初始光线任意选择。 图A 两球面镜组成的谐振腔 实现方法： 首先利用列阵 r   描述任光线的坐标，而用传输矩阵iiiiiABTCD 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： nnr=1niiT11r 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=500m m ,R2=600m m ,L=700m m R1=250m m ,R2=300m m ,L=700m m L=700m m R1=500mR2=600m 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。 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）。 实现方法： （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。 实现程序： 见 源程序（2.2）和（2.3） R1=1000mF=50mm L1 L=800mm 模拟结果： （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=7...