Matlab模拟激光谐振腔光场与远场分布研究

"该资源是一篇2012年的学术论文，发表在北京化工大学学报(自然科学版)，主要探讨了激光谐振腔的光场分布和远场光强分布的数值模拟。研究采用了数值迭代法和有限元法，通过Matlab开发了一个图形化用户界面的激光谐振腔模拟系统，能够模拟不同类型的谐振腔和参数设置。论文对比分析了输出镜反射率均匀和非均匀分布对谐振腔模式和远场光强的影响，发现非均匀反射率的谐振腔能更快形成模式且光强分布更集中。" 在激光技术领域，激光谐振腔是激光器的核心组成部分，其设计直接影响到激光的输出功率和光束质量。本研究中，作者利用数值迭代法和有限元法对圆形镜球面谐振腔进行了详细的光场分布和远场光束特性的数值模拟。数值迭代法允许逐步追踪激光在谐振腔内的传播过程，而有限元法则用于精确计算每个反射镜上的光场变化。这种计算方法考虑了实际中输出镜（如VRM或GRM）的非100%反射率，提高了模拟的准确性。 通过Matlab构建的GUI激光谐振腔模拟系统，用户可以方便地选择谐振腔类型和参数，如腔镜反射率等。系统运行后，能够提供光场达到稳定状态的渡越次数、腔镜表面的光场振幅和相位分布，以及远场光强的三维图像。论文特别关注了输出镜反射率的变化对谐振腔性能的影响，包括模式形成速度和远场光强的分布特性。结果表明，当输出镜反射率沿径向逐渐降低时，谐振腔的模式形成速度加快，而且远场光强更加集中，这为优化谐振腔设计提供了理论依据。 这一研究对于理解激光谐振腔的工作原理，改进激光器的性能，以及在实际应用中调整和控制激光光束质量具有重要意义。通过数值模拟，科研人员和工程师可以预测和优化复杂的谐振腔结构，为新型激光器的研发提供强有力的支持。