高斯光束远场发散角的双向剪切干涉测量法

本文主要探讨了双向剪切干涉法在测量高斯光束远场发散角的应用。首先，作者回顾了双向剪切干涉理论，这是一种基于光波的干涉现象来研究光的传播特性的技术，特别适用于测量光束的光学参数。高斯光束是一种常见的理想光学模式，其光强分布遵循高斯函数，具有良好的聚焦性和空间相干性。 研究者提出了一种创新的测量方法，即利用双向剪切干涉仪在激光传输路径上的两个特定位置分别测量波前曲率半径，这两个位置通常设置在光束的入射端和远场。通过计算这两个位置的曲率差异，可以推算出光束的远场发散角。这种方法的优势在于理论模型相对简单，且不需要复杂的设备或昂贵的成本，能够实现较高的测量精度，可达10°。 然而，实验测量结果显示，发散角测量的准确度主要受制于干涉条纹宽度的测量误差。干涉条纹宽度的准确测量对于得到可靠的发散角至关重要。同时，文中提到了其他传统方法在测量高斯光束发散角时存在的问题，如焦斑法的测量误差大，针孔扫描法和狭缝扫描法在处理小发散角时困难，偏光干涉法和Talbot自成像法尽管精度高但设备成本高，而BBO晶体倍频法和光纤时空序变换法则存在较大的测量误差。 CCD法虽然广泛使用，但由于饱和性、非均匀响应、背景噪声等因素，对大口径光束的测量可能会产生较大误差，成本也相对较高。相比之下，双向剪切干涉法在精度和成本效益上显示出优势，尤其适合于对激光束发散角有严格要求的激光应用领域，如激光通讯、激光雷达、激光测距和空间光通信等。 本文通过理论推导和实验验证，提供了一种实用且经济的高斯光束远场发散角测量方法，这对于激光技术的优化和应用具有实际价值。然而，进一步的研究可能集中在减少测量误差和改进仪器的稳定性上，以提升整体测量性能。