[科普中国]-平顶光束

平顶光束是一种在圆形区域内有几乎一致通量（能量密度）的激光光束或电子束。一般是由高斯光束经过衍射光学元件而产生。平顶光束常用在工业上，例如在印刷电路板中的激光钻孔。平顶光束也常用在高功率的激光系统中，这类系统利用一连串的光放大器产生强烈的光束。

简介平顶光束是一种在圆形区域内有几乎一致通量（能量密度）的激光光束或电子束。一般是由高斯光束经过衍射光学元件而产生。平顶光束常用在工业上，例如在印刷电路板中的激光钻孔。平顶光束也常用在高功率的激光系统中，这类系统利用一连串的光放大器产生强烈的光束。1

高斯光束在光学中，高斯光束（英语：Gaussian beam）是横向电场以及辐照度分布近似满足高斯函数的电磁波光束。许多激光都近似满足高斯光束的条件，在这种情况里，激光在光谐振腔里以TEM00波模（横向基模）传播。当它在满足近衍射极限的镜片中发生折射时，高斯光束会变换成另一种不同参数的高斯光束，因此，高斯光束是激光光学里一种方便、广泛应用的模型。

描述高斯光束的数学函数是亥姆霍兹方程的一个近轴近似解（属于小角近似的一种）。这个解具有高斯函数的形式，代表了光束中电场分量的复振幅。尽管电磁波的传播包括电场和磁场两部分，研究其中任一个场，就足以描述波在传播时的性质。

高斯光束中，场的行为可以通过几个参数加以刻画，如光斑大小，曲率半径，古依相移等。

亥姆霍兹方程的近轴近似解可能不止一个。笛卡尔坐标系下求解可得一类称为厄米-高斯模的解，在柱坐标中求解则得到一类称为拉盖尔-高斯模的解。对这两类解，最低阶都是高斯光束，高阶解则描述了光学谐振腔中的高阶横向模。2

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本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所