高斯光束光斑半径和波阵面曲率半径计算

对于高斯光束，光斑半径和波阵面曲率半径可以通过以下公式计算：

光斑半径 W(z) = W0 * sqrt(1 + (z/zR)^2) 波阵面曲率半径 R(z) = z * (1 + (zR/z)^2)

其中， W0 是束腰光斑半径 z 是距束腰的距离 zR 是瑞利范围，定义为：zR = pi * W0^2 / λ

根据题目给出的数据： 波长 λ = 0.7um = 0.7 * 10^-3 mm 束腰光斑半径 W0 = 0.5 mm 距束腰距离 z1 = 10 cm = 100 mm 距束腰距离 z2 = 20 cm = 200 mm

首先计算瑞利范围 zR： zR = pi * W0^2 / λ = pi * (0.5)^2 / 0.7 ≈ 1.11 mm

然后可以计算光斑半径和波阵面曲率半径： W(z1) = W0 * sqrt(1 + (z1/zR)^2) = 0.5 * sqrt(1 + (100/1.11)^2) ≈ 45.05 mm

R(z1) = z1 * (1 + (zR/z1)^2) = 100 * (1 + (1.11/100)^2) ≈ 100.00 mm

W(z2) = W0 * sqrt(1 + (z2/zR)^2) = 0.5 * sqrt(1 + (200/1.11)^2) ≈ 90.10 mm

R(z2) = z2 * (1 + (zR/z2)^2) = 200 * (1 + (1.11/200)^2) ≈ 200.00 mm

所以，当距束腰10 cm时，光斑半径 W(z) ≈ 45.05 mm，波阵面曲率半径 R(z) ≈ 100.00 mm； 当距束腰20 cm时，光斑半径 W(z) ≈ 90.10 mm，波阵面曲率半径 R(z) ≈ 200.00 mm。