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高斯光束原理

高斯光束是一種具有高度對稱性的電磁波,其橫向分布符合高斯分布。這種光束的中心亮度最高,向兩側逐漸減弱,具有非常小的光斑尺寸,可以實現高解析度的成像和加工。

高斯光束的形成與雷射在共振腔中來回反射有關。在每次反射時,雷射都在反射鏡的邊緣產生衍射,導致波陣面中部強而邊緣弱。經過幾百次反射後,波陣面穩定下來,其電場分布就成為高斯分布,這樣的光束就被稱為高斯光束。

具體來說,高斯光束是由傳播方向相同但振盪方向相互垂直的電場與磁場組成的電磁波。在近軸條件下,描述光場復振幅分布的數學表達式是亥姆霍茲方程的近似解。