Исследование прохождения Гауссового пучка через оптическую систему

Чагдурова, Екатерина Баировна Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования оптическая система поверхностей.
Цель работы: определение распределения комплексной амплитуды поля в плоскости анализа и пространственных параметров преобразованного пучка.
В процессе исследования изучены основные методы расчета гауссова пучка.
В результате исследования представлен алгоритм для расчета хода гауссова пучка через оптическую систему поверхностей в программе Mathcad.
Методологическая основа: теоретические методы, основанные на научных трудах исследователей в области лазерной физики и оптики.
Область применения: исследования в области лазерной физики.

Введение……………………………………………………………………………………………. 13
Глава 1 Методы расчета преобразования лазерного излучения оптическими
системами……………………………………………………………………………………… 15
1.1 Волновые методы описания преобразования Гауссового пучка идеальной
оптической системой…………………………………………………………………………. 16
2.2 Геометрическое описание преобразования Гауссового пучка оптической
системой………………………………………………………………………………………. 18
Глава 2 Правило ABCD для Гауссового пучка……………………………………………. 21
2.1 Матрица преобразования луча…………………………………………………………. 22
2.2 Матрица перемещения луча…………………………………………………………….. 24
2.3 Матрица преломления луча…………………………………………………………….. 25
2.4 Система поверхностей…………………………………………………………………… 26
Глава 3 Гауссов пучок в свободном пространстве…………………………………………. 27
3.1 Свойства олномодового Гауссового пучка электромагнитных волн………………… 27
3.2 Расчет хода Гауссового пучка через оптическую систему……………………………. 34
Глава 4 Результаты проведенного исследования…………………………………………… 36
4.1 Анализ параметров прошедшего пучка……………………………………………….. 36
Глава 5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение………. 42
5.1 Потенциальные потребители результатов исследования…………………………… 43
5.2 SWOT – анализ…………………………………………………………………………… 45
5.3 Планирование комплекса работ по проекту…………………………………………… 47
5.3.1 Планирование перечня работ………………………………………………………. 47
5.3.2 Определение трудоемкости работ…………………………………………………. 48
5.4 Разработка графика выполнения проекта……………………………………………… 50
5.5 Бюджет проекта…………………………………………………………………………. 51
5.5.1 Расчет материальных затрат проекта………………………………………………. 52
5.5.2 Основная заработная плата исполнителей темы…………………………………… 53
5.5.3 Отчисления во внебюджетные фонды……………………………………………… 54
5.5.4 Накладные расходы…………………………………………………………………. 55
5.6 План управления коммуникациями проекта…………………………………………. 55
5.6.1 Реестр рисков проекта……………………………………………………………… 57
5.7 Формирование сметы затрат проекта…………………………………………………. 58
Глава 6 Социальная ответственность……………………………………………………….. 60
6.1 Производственная безопасность……………………………………………………… 60
6.1.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий по
их устранению………………………………………………………………………………… 61
6.1.2 Микроклимат в помещении……………………………………………………….. 62
6.1.3 Степень нервно-эмоционального напряжения…………………………………… 63
6.1.4 Монотонный режим работы………………………………………………………… 64
6.1.5 Шум…………………………………………………………………………………. 65
6.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий по их
устранению…………………………………………………………………………………… 66
6.2.1 Короткое замыкание 67
6.3 Экологическая безопасность………………………………………………………….. 68
6.3.1 Правила утилизации компьютеров………………………………………………. 68
6.3.2 Правила утилизации макулатуры………………………………………………… 69
6.3.3 Правила утилизации люминесцентных ламп…………………………………….. 70
6.4 Безопасность в ЧС…………………………………………………………………… 71
6.5. Правовые и организационные мероприятия по обеспечению безопасности……… 72
6.5.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства…………………… 72
6.5.2 Организационные мероприятия при компоновке зоны………………………….. 73
Заключение…………………………………………………………………………………… 75
Список использованной литературы………………………………………………………… 76
Приложение А………………………………………………………………………………… 78
Приложение Б………………………………………………………………………………… 83

Актуальность работы:
Для эффективного использования лазерного излучения необходимо знать
свойства лазера, особенности распространения пучка и возможность его
преобразования. Управление распространением лазерного пучка, т.е. его
пространственное преобразование, является одной из важных задач, которую
решают практически.
Появление лазера способствовало введению понятия гауссова пучка.
Излучение, генерируемое лазерами, является когерентным и представляет
собой узкий пучок, поперечное сечение которого намного больше длины волны.
По этой причине дифракционная расходимость таких пучков невелика, а
амплитуда медленно изменяется с продольной координатой. Данные световые
пучки являются гауссовыми, так как амплитуда таких пучков в поперечной
плоскости изменяются по закону Гаусса, а фазовая поверхность искривляется по
мере распространения пучка.
Гауссовы пучки наиболее полно и просто характеризуют свойства
лазерных пучков, а также собственные типы колебаний открытых резонаторов и
оптических волноводов. Но, тем не менее, гауссовы пучки являются достаточно
хорошим приближением.
Область применения лазерных лучей в настоящее время широкая,
простирается от научных сфер, таких как нелинейная, интегральная оптика, до
машиностроительной промышленности. При этом рассматриваются
особенности распространения и свойства лазерных лучей в различных средах:
прозрачных и непрозрачных, однородных и неоднородных, изотропных и
анизотропных. В связи с этим возникает необходимость подробного
исследования гауссовых пучков света.
Цель работы: определение пространственных параметров
преобразованного пучка в плоскости анализа.
Задачи исследования:
1. Исследовать свойства гауссового пучка методом матричной оптики.
2. Рассчитать выходные характеристики гауссового пучка оптической
системы.
Объект исследования: оптическая система поверхностей с
конструктивными параметрами (r, d, n), характеристики входного пучка.
Предмет исследования: метод определения параметров гауссового пучка
на элементах оптической системы.

У пучка, использующегося в описании пучка когерентного излучения с
дифракционной расходимостью, энергия сосредоточена в приосевой области и
спадает на периферии согласно функции Гаусса. Пучок представляет в
действительности наиболее близкое приближение, допускающееся дифракцией
к лучу или к параксиальным лучам. Данное приближение, введённое в
математическом смысле, позволяет более полно и детально описать свойства
оптических систем.
В работе рассмотрены и изучены основные методы расчета гауссова пучка.
Представлено математическое обеспечение, реализованное в среде Mathcad,
позволяющее автоматизировать математические расчеты параметров гауссового
пучка.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Анна Н. Государственный университет управления 2021, Экономика и ...
    0 (13 отзывов)
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уни... Читать все
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уникальности с нуля. Все работы оформляю в соответствии с ГОСТ.
    #Кандидатские #Магистерские
    0 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Люминесцентные и температурные характеристики YAG – керамики переменного состава
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Спектрально-кинетические характеристики композиций полиметилметакрилата/ CdS: Ln(111)
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Адресные таблички с автономной подсветкой
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка светового ансамбля парка Суворова г. Томска
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка осветительной установки для объектов деревянного зодчества
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Расчет и конструирование светодиодного светильника с заданным светораспределением
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)