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

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

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

    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
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ
    Александр Р. ВоГТУ 2003, Экономический, преподаватель, кандидат наук
    4.5 (80 отзывов)
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфин... Читать все
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфинансы (Казначейство). Работаю в финансовой сфере более 10 лет. Банки,риски
    #Кандидатские #Магистерские
    123 Выполненных работы
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    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
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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