高斯光束

在光學中 ， 高斯光束  是橫向電場以及輻照度分佈近似滿足高斯函數的電磁波光束 。 許多激光都近似滿足高斯光束的條件 ， 在這種情況中 ， 激光在光諧振腔中以TEM00波模 （ 橫向基模 ） 傳播 。 當它在滿足近衍射極限的鏡片中發生折射時 ， 高斯光束會變換成另一種不同參數的高斯光束 ， 因此 ， 高斯光束是激光光學中一種方便 、 廣泛應用的模型 。 描述高斯光束的數學函數是亥姆霍茲方程的一個近軸近似解 （ 屬於小角近似的一種 ） 。 這個解具有高斯函數的形式 ， 代表了光束中電場分量的復振幅 。 儘管電磁波的傳播包括電場和磁場兩部分 ， 研究其中任一個場 ， 就足以描述波在傳播時的性質 。 高斯光束中 ， 場的行爲可以通過幾個參數加以刻畫 ， 如光斑大小 ， 曲率半徑 ， 古依相移等 。 亥姆霍茲方程的近軸近似解可能不止一個 。 笛卡爾座標系下求解可得一類稱爲厄米 - 高斯模的解 ， 在柱座標中求解則得到一類稱爲拉蓋爾 - 高斯模的解 。 對這兩類解 ， 最低階都是高斯光束 ， 高階解則描述了光學諧振腔中的高階橫向模 。