Gaussian beamとレンズ
レーザーにおいてはGaussian beamが基本となるので「光は直進する」から始まる幾何光学の単純なイメージは誤りである．とは言っても「λ→0の極限で一致する対応物」というイメージを念頭に置いて光学系をいじっていることが多い．
しかし理解不足のせいで誤った対応イメージを抱いていたことに気付いた．
- Gaussian beamのビームウェストには幾何光学の焦点が対応する．
- 光を凸レンズで集光し，そこから焦点距離だけ離して2枚目の凸レンズを置くと，幾何光学の範囲内では平行光線が実現できる．これは無限遠に焦点が置かれたことに対応する．
- しかし同じ操作をGaussian beamに対して行うとウェストは2枚目のレンズと一致するというモデルなはず．どうしたって拡散してゆくので，一番狭いのはレンズ位置だから．それでは焦点はレンズ位置なのか無限遠なのか？ 左右に少しずらしたらどうなるのか？ とか悩んでしまった．
ビーム・パラメタq = z + i z_RのABCD行列による変換を一度でも教科書に従って追えば，理解できるはずのことなんだが... Fraunhofer回折なんだっけか．
