Limitations of using M-squared for input beam characterization in simulation software
シミュレーションソフトウェアで入力ビームの定義にMスクエアを使用する上での制限

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David M. Hasenauer and Bryan D. Stone
Synopsys Inc., 199 South Los Robles Ave., Suite 400, Pasadena, CA 91101

レーザービームの品質を定義するためのMスクエア(M2)パラメーターは、「実際の」伝播している光ビームのビーム径やファーフィールドでの発散などの変動を、同じ波長の理想ガウシアンビームと比較して特徴付けるのに便利な指標です。
しかし、伝播シミュレーションソフトウェアで入力ビームを特徴付けるためにこのパラメーターだけを使用するのは問題があります。RMS波面エラーやストレール比を像質を定義するのに用いることができても、波面の形を特徴付けるために用いることはできません。同様に、異なる要因によってビームのM2値が同一になり、しかも伝播の振る舞いが全く異なるということがありえます。収差や非ガウシアンの振幅エンベロープや、さらに部分的空間コヒーレンスにおいて異なるビームが同じようなM2の値を持っているかもしれません。しかし、ファーフィールドやニアフィールドでの強度や位相分布はまったく異なります。ビームが理想的でない光学系を通る場合には、状況はさらに複雑になります。
本論文では、すべて(近似的に)同じM2を持つ多数のビームを調べます。理想的な光学系の伝播に際しM2は不変です。一方で、光学系に収差があると、1でない同一のM2を持つ異なったビームの振る舞いは互いにまったく異なります。

使用ツール
光学設計評価プログラム CODE V

 

 


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