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!

    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 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
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    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
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    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
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа

    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)