Essays.club - Получите бесплатные рефераты, курсовые работы и научные статьи
Поиск

Моделирование распространения световых пучков в оптически неоднородных средах

Автор:   •  Апрель 15, 2022  •  Лабораторная работа  •  1,112 Слов (5 Страниц)  •  273 Просмотры

Страница 1 из 5

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ(ТУСУР)

Кафедра электронных приборов (ЭП)

ОТЧЕТ

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СВЕТОВЫХ ПУЧКОВ

В ОПТИЧЕСКИ НЕОДНОРОДНЫХ СРЕДАХ

Лабораторная работа №1

по дисциплине «Взаимодействие оптического излучения с веществом»

Выполнили студенты г

 «___» ________2021 г.

Старший преподаватель

        каф. ЭП

______М.В. Бородин

«___» ________2021 г.

Томск 2021

1 ВВЕДЕНИЕ

        Цель данной работы - изучить основные закономерности распространения лазерных пучков в оптически неоднородных средах, оказывающих на пучок фокусирующее или расфокусирующее действие. Распределение «элементарных оптических линз» вдоль пути распространения пучка задается априори («линзовая» среда).

2 ЗАДАНИЕ

        1. В фокусирующей линии изучить зависимость размаха колебаний ширины пучка и их период (вдоль оси z) от начальной расходимости и оптической силы распределенной линзы А<0.

        2. В фокусирующей линии исследовать темп уширения пучка в зависимости от начальной расходимости и оптической силы распределенной линзы.

        3. Исследовать с помощью MathСad несколько вариантов распространения пучков в средах. При этом рекомендуется задавать числовые значения коэффициентов А, В, С и D в интервале от 0 до 2-3 (по модулю). Результаты исследования представить в виде графиков.

3 ОСНОВЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Распространения гауссовых световых пучков в линзовых средах описываются уравнением (2.1) с граничными условиями (X − 0) = 1 и :[pic 1][pic 2]

  ,                                         (2.1)[pic 3]

где         f – безразмерная ширина пучка;

A – величина и знак нелинейной рефракци;

B – наличие затухания;

N – степень фокусировки;

C – наличие дифракции;

D – показатель сходимости/расходимости пучков на входе;

Уравнение (2.1) решается методом Рунге-Кутты как система двух уравнений с начальными условиями Y1(X0) = 1 и Y2(X0) = D:

[pic 4]

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Для моделирования распространения световых пучков, в среде MathCad, была составлена программа, представленная в листинге 4.1.

[pic 5]

        На рисунках 4.1 – 4.3 представлено распространение световых пучков в среде с различными параметром [pic 6].

[pic 7]

Рисунок 4.1 – Распространение световых пучков в среде со следующими параметрами: [pic 8], где зелёная кривая – сама функция, синяя кривая – ее производная.

        

[pic 9]

Рисунок 4.2 – Распространение световых пучков в среде со следующими параметрами:[pic 10], где зелёная кривая – сама функция, синяя кривая – ее производная.

[pic 11]

Рисунок 4.3 – Распространение световых пучков в среде со следующими параметрами:[pic 12], где зелёная кривая – сама функция, синяя кривая – ее производная.

        На рисунках 4.4 – 4.6 представлено распространение световых пучков в среде с различными параметром [pic 13].

[pic 14]

Рисунок 4.4 – Распространение световых пучков в среде со следующими параметрами:[pic 15], где зелёная кривая – сама функция, синяя кривая – ее производная.

[pic 16]

Рисунок 4.5 – Распространение световых пучков в среде со следующими

параметрами:[pic 17], где зелёная кривая – сама функция, синяя кривая – ее производная.

[pic 18]

Рисунок 4.6 – Распространение световых пучков в среде со следующими

...

Скачать:   txt (11.2 Kb)   pdf (738.3 Kb)   docx (1.2 Mb)  
Продолжить читать еще 4 страниц(ы) »
Доступно только на Essays.club