热轴变梯度 GRIN 介质中 Bessel 高斯光束传播
光学
2026-03-24 v1
摘要
高功率端泵固态激光常在泵光导致的加热在激光晶体中形成强烈的折射率梯度（热晕）支配激光腔稳定性和模式质量的工作状态。当泵光按比尔-兰姆定律被吸收时，热负荷及其相应的 GRIN 强度随晶体长度变化，使得常规的常数梯度 GRIN 元件的 ABCD 矩阵无法直接适用。本文从稳态热方程出发，获得温度场和相关热光索引轮廓，随后解析解平面光学 eikonal 射线方程，将传递矩阵元素表达为 Bessel 函数和 Neumann 函数的解析形式。得到的矩阵在恢复均匀介质和恒定梯度 GRIN 极限方面与常用的 slab 乘积法相吻合。最后，我们通过对轴向变化热致 GRIN 介质中 Bessel 高斯光束传播的建模，展示了其实用性。
引用
@article{arxiv.2603.21974,
title = {Bessel Gaussian Beam Propagation in a Thermally Induced Axially Varying GRIN Medium},
author = {Fatemeh Kalantarifard and Parviz Elahi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.21974},
year = {2026}
}