王泽斌，黄佐华

（华南师范大学物理与电信工程学院光信息实验室，广东广州510006）

1 引 言

激光技术的广泛应用离不开各类激光器，如常见的He－Ne激光器、CO2激光器、半导体激光器及YAG激光器等.而激光器的发散角是评价输出光束质量的重要参量与指标，要准确测量光束的发散角，就要得到光束光斑的光场分布或光斑半径.测量光束高斯分布光斑半径的方法主要有套孔法[1－2]、扫描刀口法[3]、扫描狭缝法[4]、CCD测量法[5－6]等.由于套孔法中的光阑法与光点法所需的仪器简单，操作方便，是大学物理实验中常见实验之一.本文对光阑法与光点法测量光斑半径实验中光阑半径的选取进行了理论分析，得到光阑法的最佳光阑半径和光点法的光阑大小极限，并给出实验结果.这对精确测量高斯分布光斑半径及光束发散角是有帮助的.

2 理论分析

2.1 高斯光束的光强分布

运行于基横模的激光器发射的光束在垂直与传播方向的截面上的光强分布满足高斯分布[8]：

式中，I（r）为在光斑内离光轴中心r处的光强，I0为光轴中心点的光强，ω是光强为光强极大值1／e2倍的点离光束中心的距离，称为光斑半径.

2.2 最佳光阑半径的确定

在光阑法测量高斯光斑半径的实验中，若设光阑的半径为r1，通过其后的光能量或功率为P1，光束的总能量或功率为P0，则光斑半径为[8]

（2）式中

如何选择（2）式中的光阑半径r1直接影响光斑半径ω的测量精确度.由于光斑呈高斯分布，应选择通过光阑之后的光能量变……