質問: レンズによるガウスビームの変換について 焦点距離fのレンズによるガウスビームの変換を求める。ここで、入射ガウスビームのブームウェイストw0の一はレンズの前側a(a>f)にあり、レンズの後継はビームの広がりに比べて十分に大きいとする。 上記のような問題なのですが、ガウスビームの変換という事自体がよくわかりません。概要だけでも結構ですので、説明していただけないでしょうか?何を求めればいいのかがさっぱりわからない状態です。それではよろしくお願いいたします。
回答: ガウスビームとは、光の強度分布がガウス関数にて表される光線をさします。 で、それが焦点距離fのレンズを通った後の関数形がどうなるかというのが問題の趣旨でしょう。 もちろん強度分布はガウス関数のまま維持されますけど、光の進行方向に対する広がりや狭まりなどの特性が当然変わります。 つまりレンズを通す前のガウスビームの関数に対して、レンズを通した後のガウスビームの関数を求めればよいわけです。 一番簡単なのはabcd行列を用いた変換です。 詳しくは「光エレクトロニクスの基礎」(a.yariv)をご覧下さい。