激光準(zhǔn)直原理

1、第二章激光準(zhǔn)直原理第一節(jié)光的衍射現(xiàn)象一切波動(dòng)都能繞過障礙物向背后傳播的性質(zhì)。例如：戶外的聲波可繞過樹木，墻壁等障礙物而傳到室內(nèi)，無線電波能繞過樓房，高山等障礙 物傳到收音機(jī)、電視里等。波遇到障礙物時(shí)偏離原來直線傳播的方向的現(xiàn)象稱為波的衍射日常生活中的光的衍射現(xiàn)象不明顯的原因 103衍射現(xiàn)象不明顯a 10-2 10-1衍射現(xiàn)象顯著a 10-1 1逐漸過渡為散射a首先我們來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓一單色強(qiáng)光源（激光）發(fā)出的光波，通過半徑為p且連 續(xù)可調(diào)的小圓孔后，則在小圓孔后的屏上將發(fā)現(xiàn)： 當(dāng)p足夠大時(shí)，在原屏上看到的是一 個(gè)均與照明的光斑，光斑的大小為圓孔的幾何投影。這與光的直線傳播想一致。如圖：隨著P的

2、逐漸變小，屏上的光斑也逐漸減小，但當(dāng)圓孔減小到一定程度時(shí)，屏上的光斑 將逐漸擴(kuò)展，彌漫。光強(qiáng)出現(xiàn)分布不均勻，呈現(xiàn)出明暗相間的 同心圓環(huán)，且圓環(huán)中心出現(xiàn)時(shí)亮?xí)r暗的變化。 光斑的擴(kuò)展彌漫，說明光線偏離了原來的直線傳播，繞過障礙物，這種現(xiàn)象稱為 光的衍 射。再來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用一束激光照射寬度連續(xù)可調(diào)的豎直狹縫，并在數(shù)米外放置接受屏， 也可以得到衍射圖樣。逐漸減狹縫的寬度，屏上亮紋也逐漸減小，當(dāng)狹縫的寬度小到一定程度，亮紋將沿于狹 縫垂直的水平方向擴(kuò)展。同時(shí)出現(xiàn)明暗相間的衍射圖樣，中央亮紋強(qiáng)度最大，兩側(cè)遞減， 衍射效應(yīng)明顯，縫寬越窄，對(duì)入射光束的波限制越厲害，則衍射圖樣擴(kuò)展的越大，衍射 效應(yīng)越顯著。一

3、、光的衍射定義：光繞過障礙物偏離直線傳播而進(jìn)入幾何陰影，并在屏幕上出現(xiàn)光強(qiáng)分布不均勻的現(xiàn)象二、產(chǎn)生條件：障礙物的線度和光的波長(zhǎng)可以比擬的時(shí)候三、衍射規(guī)律：1 .光在均勻的自由空間傳播時(shí)，因光波波面未受到限制，則光沿直線傳播。當(dāng)遇到障礙物時(shí)，光波面受限，造成光強(qiáng)擴(kuò)展，彌漫，分布不均勻，并偏離直線傳 播而出現(xiàn)衍射現(xiàn)象。2 .光波面受限越厲害，衍射圖樣擴(kuò)展越顯著。光波面在衍射屏上哪個(gè)方向受限， 接受屏上的衍射圖樣就在哪個(gè)方向擴(kuò)展。第二節(jié)惠更斯一一菲涅耳原理一、惠更斯原理1 .波面：等相位面2 .任何時(shí)刻波面上的每一點(diǎn)都可作為次波的波源，各自發(fā)出球面次波；在以后的任何時(shí)刻，所惠這些次波面的包絡(luò)面形成整

4、個(gè)波，在該時(shí)刻的新波面一一“ 次波”假設(shè)。能解釋：直線傳播、反射、折射、晶體的雙折射等；不能解釋：波的干涉和衍射現(xiàn)象（未涉及波長(zhǎng)等）；而且由惠更斯原理還會(huì)導(dǎo)致有倒退波的存在，而實(shí)際上倒退波是不存在的。二、菲涅耳對(duì)惠更斯原理的改進(jìn)1 .改進(jìn)：根據(jù)“次波”假設(shè)，補(bǔ)充了振幅相位的定量表示式，增加了 “次波相干疊加”。2 .惠更斯一菲涅耳原理波面S上的每個(gè)面積元 dS都可以看成新的波源，它們均發(fā)出次波。波面前方空間某一 點(diǎn)P的振動(dòng)可以由S上所有面積元所發(fā)出的次波在該疊加后的合振幅來表示。3 .四個(gè)假設(shè) 所有次波都有相同的出相位（令）次波是球面波dEpdEds-cos(kr t) r2 一 , nr(相

5、位差4.求P點(diǎn)光振動(dòng)E的數(shù)學(xué)表達(dá)式:dE£cos(kr rK( )/t) dE (p) C cos( kr- t)dsrK()有性質(zhì)：傾斜因子K( ) ； K()對(duì)于球面波或平面波，出相位可取為零，且傾斜因子：1 cos、一 一 K() 它可以解釋子波為什么不會(huì)向后退2波面上有一定振幅分別，分別函數(shù)為A (Q)所以:dE C-A(Q)K( )cos(kr- t) ds r或dE(p)=CA(Q)K()春r Zs菲涅耳衍射積分公式:E(p)= dE(p) Ces或:E = C A(Q)K(i t A(Q)K( ) ikr, e dssr)ikr-e ds般積分交困難，古分成兩類。三、菲

6、涅耳半波帶菲涅半波帶這里以點(diǎn)光源為例來說明菲涅耳-惠更斯原理的應(yīng)用，在圖 1-1中，。為點(diǎn)光源，S為任一瞬時(shí)的波面(球面)，R為其半徑，為了確定光波到達(dá)對(duì)稱軸上任一P點(diǎn)時(shí)波面S所起的作用，以直線連接OP與球面相交于B1點(diǎn)，B1稱為P點(diǎn)對(duì)于波面的極點(diǎn)， 令PB1的距離為r,設(shè)想將波面分為許多環(huán) 形帶，使由每?jī)蓚€(gè)相鄰帶的邊緣到P點(diǎn)的距離相差為伴波長(zhǎng)，即BiP B0P=B2P BiP=B3P B2P .=BaP Ba 1Pr =2在這種情況下，由任何相鄰兩帶的對(duì)應(yīng)部分所分的次波到達(dá)p點(diǎn)時(shí)的光程差為/2。亦即它們以相反的相位同時(shí)到達(dá)p點(diǎn)，這樣分成的環(huán)形帶叫菲涅耳伴帶波。3.2合振幅的計(jì)算一個(gè)半波帶的貢

7、獻(xiàn)和第N個(gè)半波帶對(duì)P點(diǎn)的振幅貢獻(xiàn)是：SnR|En | |K'|7qN|K'|-qNER r0K'是一個(gè)復(fù)常數(shù)qN是傾斜（方向）因子，隨著N從零增大到無窮，qN自1下降至零。球冠S的面積為：S 2 R R(1根據(jù)圖示的幾何關(guān)系有：R r022drr01 cos2R(R r0)SR(r2 r02)R r0dS 2 RdrrR r0dS 2 RdrNnR r0cos )-221cR2sin2 KRcos n(12)2nr0 PSN是第N半波帶的面積；rN是P至第N半波帶外緣的距離，這里用 來代替平均距離。SN（與N無關(guān)，可見，每個(gè)半波帶對(duì) P點(diǎn)的貢獻(xiàn)僅與傾斜因子 qN有關(guān)）。

8、NR0RR rc|En | |K'| qN 0 |En | |K'| qNR %En |En |exp(i n)根據(jù)制作半波帶的程序可知，相鄰半波帶，位相差為不妨規(guī)定第一個(gè)半波帶位相差為的奇偶（偶奇）半波帶相差為0,則凡是奇（偶）數(shù)半波帶的相差2n (N 1)一N 1En ( 1) K' qN前M個(gè)半波帶的貢獻(xiàn)現(xiàn)在假定衍射光欄 W是帶有圓形開口的不透光屏，對(duì)某一觀察點(diǎn)P而言，開口恰恰相反，好包含了前M個(gè)半波帶。這時(shí)P點(diǎn)的復(fù)振幅為:ME(P)NEn &1E2E3E4O1E(P) 2日-(E1 E2)盧1 D (Em1 Em) 2 EmEm)十 : M奇數(shù):M偶數(shù)1

9、1E(P) -E1 ( 1)m 1EM -(E1利用上面最后一個(gè)式子求 P點(diǎn)復(fù)振幅和輻照度是十分方便的，但是P點(diǎn)必須位于通過圓孔中心的“軸線”上，所以該式的適用范圍很窄。當(dāng)P點(diǎn)偏離軸線時(shí)，或者當(dāng)開口不是圓形時(shí)，半波帶法不能給出定量結(jié)果，只能輔助進(jìn)行半定量分析。N 1基線、半波帶法的相幅矢量圖En的相幅矢量及其疊加11En&-Em22半波帶的相幅矢量和它們的合成(4)半波帶法的相幅矢量圖一個(gè)半波帶的相幅矢量構(gòu)成小相幅矢量A E是由光欄開口中心點(diǎn)B0貢獻(xiàn)的按惠更斯-菲涅耳原理，AE的表達(dá)式為:Kexp（ jkr0）（小圓環(huán)面積在 印處圓環(huán)退化為圓）。0因而半圓弧OM的弧長(zhǎng)為:|K|K|S

10、|K|SI由此導(dǎo)出E1的長(zhǎng)度為:0|Ei| -|K|2|K |E % exp(jkr°)00 |K |在位相上，由圖可見，E1比A E多EiEnEi2K exp(jkro)exp( j) 2jK exp(jkr°)2(1)N 1K qN1 1(1) K' q1K'2j exp(jkr0)K 2exp(jkr°)3.3M與孔徑半徑£間的關(guān)系圖示O為點(diǎn)光源，DD為光闌，其上有一半徑為 £的圓孔，S為通過圓孔的波面球冠（其高為h）, P為圓孔對(duì)稱由上任意一點(diǎn)首先考慮通過圓孔 M個(gè)完整菲涅耳半波帶。圖中由幾何知識(shí)可得22222m (h

11、r°)(r0 M -) (r0 h)2Mr。2roh (略去二階小量 h2、M 2 2)2Mr02r0h2 -2_ 2_2又R (R h) h2R由以上兩式可得討論：對(duì)P點(diǎn)，若S恰好分成M個(gè)半波帶時(shí):對(duì)P點(diǎn)，若S中還含有不完整的半波帶時(shí)：1 1，.口，一一(Ei Em ) Ep (Ei Em )(光強(qiáng)介于最大和最小之間)2 2 波面不受限制時(shí)，對(duì) P點(diǎn)，則S無限大，可分成無限多個(gè)半波帶，由于傾斜因子qN隨M趨于無限大而趨于零，EM也趨于零。于是有：1E(P) 2Ei(假定“光闌" DD'處入射平面波的復(fù)振幅為 1,則在沒有衍射的情形下，P點(diǎn)的復(fù)振幅應(yīng)當(dāng)是)E (P)

12、 exp(jkr°)E1 2jK exp(jkr°)E (P) jK exp(jkro)所以： K -四、菲涅耳圓孔和園屏衍射2.4.1菲涅耳圓孔衍射將一束激光投射在一個(gè)小圓孔上（圓孔可用照相機(jī)鏡頭中的光闌）并在距孔1-2m處放置一塊毛玻璃屏，可觀察到小圓孔的衍射花樣。先用上節(jié)所得的結(jié)論，研究從點(diǎn)光源所發(fā)出的光通過圓孔時(shí) 的衍射現(xiàn)象，O為光源，光通過光闌上的圓孔，為圓孔的半徑，S為光通過圓孔時(shí)的波面?，F(xiàn)在先計(jì)算到達(dá)垂直于圓孔面的對(duì)稱軸上一點(diǎn)P時(shí)的振幅。P點(diǎn)與波面上極點(diǎn) Bi之間的距離為 m由于合成振幅和k有關(guān)，故首先考慮通過圓孔部分波面的面積所含有的完整菲涅帶的數(shù)目，這個(gè)整

13、數(shù)k與圓孔的半徑（k）、光的波長(zhǎng)以及圓孔的位置（即 R和ro）有關(guān)，這個(gè)關(guān)系計(jì)算如下:rk2 (ro h)2 (rk2 r。2) 2r0h h222 一(4-6)(rkr。) 2roh比r。小得多，則上式中 h2一項(xiàng)可略去。以r。+ k* % ,替代rk,略去k2 74 ,得：22222rk r。r。k . 2r。k r。又由2 R2R h 22, 2rkr。 h(4-7)簡(jiǎn)化得：22rk r。2 R+r。hh=-2 R r將r；r：k %和h的表達(dá)式代人公式(4-6),得r°RRT70r。roR如果用平行線光照射圓孔，則 上8k .k r。(1)、r。對(duì)衍射現(xiàn)象的影響當(dāng)波長(zhǎng) 、圓孔

14、位置 R大小p給定后，有:R)P點(diǎn)的振幅與P點(diǎn)的位置r0有關(guān)，即移動(dòng)觀察屏， P點(diǎn)出現(xiàn)明暗交替變化; 隨r0增大，K減小，菲涅耳衍射效應(yīng)顯著； 當(dāng)r0大到一定程度時(shí)，r0-8,露出的波帶數(shù) K不變化。2為：K Kmax (稱為菲涅耳數(shù)，它是一個(gè)描述圓孔衍射效應(yīng)的很重要的參R量。)此后，隨著r0的增大，P點(diǎn)光強(qiáng)不再出現(xiàn)明暗交替的變化，逐漸進(jìn)入夫朗和費(fèi)衍射區(qū)。而當(dāng)r0很小時(shí)，K很大，衍射效應(yīng)不明顯。當(dāng)r0小到一定程度時(shí)，可視光為直線傳播。-幾何區(qū)(2).對(duì)衍射現(xiàn)象的影響當(dāng)波長(zhǎng)P點(diǎn)的位置0、圓孔位置 R給定后，有:M與圓孔的大小 有關(guān)，孔大，露出的的波帶多，衍射效應(yīng)不顯著，孔小，露出 的的波帶少，衍

15、射效應(yīng)顯著；當(dāng)孔趨于無限大-即沒有光闌時(shí)，EM0 E 邑2即，整個(gè)波面對(duì) P點(diǎn)的作用等于第一半波帶在該點(diǎn)作用的一半.半波帶的面積非常小，500nm, R r 1mm, 0.5mm所以沒有遮蔽的整個(gè)波面的光能傳播，幾乎可以看作是沿直線 OP進(jìn)行的-光在沒有遇到障礙物時(shí)是沿直線傳播的2一般地，圓孔的e很小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R,而r0有限，則： K rO當(dāng)孔趨于無限大-即沒有光闌時(shí)，EM0 E 邑2若圓孔具有一定大小，對(duì)觀察點(diǎn)P,當(dāng)僅有一個(gè)半波帶露出時(shí)， 則有EP=E1;與不用光闌相比，此時(shí) P點(diǎn)的光強(qiáng)是不用光闌時(shí)的 4倍。亦即有光闌比沒光闌時(shí)還要亮 ，小光闌具有聚光本領(lǐng)。(3)、光源對(duì)衍射的影響波長(zhǎng)對(duì)衍射

16、的影響- 當(dāng)波長(zhǎng)增大時(shí)，K減少。即在p、R r0一定的情況下，長(zhǎng)波長(zhǎng)光波的衍射效應(yīng)更為 顯著，更能顯示出其波動(dòng)性。若S不是理想的點(diǎn)光源-擴(kuò)展光源 (實(shí)際光源)- 光源上的每一點(diǎn)均要產(chǎn)生自己的衍射圖樣，各圖樣間是不相干的，若某些點(diǎn)的亮紋 落在另外一些點(diǎn)的暗紋上，疊加后整個(gè)圖樣就模糊了。- 這就是通常情況下，不易見到光的衍射現(xiàn)象的原因之一。(4)、軸外點(diǎn)的衍射對(duì)于軸外任意點(diǎn) Q的光強(qiáng)度，原則上也可以用同樣的方法進(jìn)行討論。方法：- 先設(shè)想衍射屏不存在，以 M)為中心，對(duì)于 Q點(diǎn)作半波帶；- 然后再放上圓孔衍射屏，圓孔中心為 Q- 這時(shí)由于圓孔和波面對(duì) Q點(diǎn)的波帶不同心，波帶的露出部分如右圖所示，圖

17、中為了清楚起見，把偶數(shù)帶畫上了斜線。- 這些波帶在 Q點(diǎn)引起振動(dòng)的振幅大小，不僅取決于波帶的數(shù)目，還取決于每 個(gè)波帶露出部分的大小。- 精確方t算 Q點(diǎn)的合成振動(dòng)振幅是很復(fù)雜的，但可以預(yù)計(jì)，當(dāng)Q點(diǎn)逐漸偏離 P點(diǎn)時(shí)，有的地方衍射光會(huì)強(qiáng)些，有些地方會(huì)弱些。圓屏衍射我們討論一下點(diǎn)光源發(fā)出的光通過園屏邊緣時(shí)的衍射現(xiàn)象。O為點(diǎn)光源，如圖右，光路上有一不透明的園屏?，F(xiàn)在我們討論P(yáng)點(diǎn)的振幅，設(shè)園屏遮蔽了開始的k個(gè)帶，于是從第k+1個(gè)帶開始，所有其余的帶所發(fā)的次波都能到達(dá)P點(diǎn)，把所有的這些帶的次波疊加起來，可得P點(diǎn)的合振幅為：1EP Ek 1 Ek 2 Ek 30- Ek 12（可見，不管圓屏的大小、位置如何

18、，圓屏幾何影子的中心都有光到達(dá)，即P是始終是亮點(diǎn)。）-泊松（S. D. Poisson） 亮斑圓屏的面積J - kJ-Ek+lT-EPT : P點(diǎn)變亮；圓屏與光源間或圓屏與光屏間距離變化時(shí)，k隨之改變，P點(diǎn)的光強(qiáng)也將改變；若圓屏足夠小，僅遮蔽中心半波帶的一部分，則光可完全繞過它，除在圓屏“影子”的中心 有亮點(diǎn)外，光屏上沒有任何影子；光屏中心亮斑一泊松斑圓屏衍射圖樣：以 P為中心，在其周圍有一組明暗交替的衍射環(huán)。五、菲涅耳波帶片2.5.1 菲涅耳波帶片的制作根據(jù)2.4.2節(jié)的討論，可以看到圓屏的作用能使點(diǎn)光源造成實(shí)像，可以設(shè)想它和一塊會(huì)聚透鏡相當(dāng)。另一方面，從菲涅耳半波帶的特征來看，對(duì)于通過波帶

19、中心面與波帶面垂直的軸上一點(diǎn)來說。 圓孔露出半波帶的數(shù)目 k可為奇數(shù)或偶數(shù)。如果設(shè)想制造這樣一種屏。使它對(duì)于所考察的點(diǎn)只讓奇 數(shù)半波帶或只讓偶數(shù)半波帶透光，那么由于各波帶到達(dá)考察的光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，歌詞波到達(dá) 該點(diǎn)時(shí)所引起的光振動(dòng)的相位相同，因而相互加強(qiáng)。這樣在考察點(diǎn)處振動(dòng)的振幅為Aka2k 1k或Aka2kk在任一情況下，合成振動(dòng)的振幅均為相應(yīng)的各半波帶在考察點(diǎn)所產(chǎn)生的振動(dòng)振幅之和，這樣做成的光學(xué)元件叫做菲涅耳波帶片（簡(jiǎn)稱波帶片）。從式中可知，各菲涅耳半波帶的半徑正比于序數(shù)k的平方根。所以波帶片快按下法制作：先在圖紙上畫出半徑正比于序數(shù)k的平方根的一組同心圓。把相同的波帶涂黑，然后用照相

20、機(jī)拍攝在底片上，該底片即為波帶片。如果要制成有幾百個(gè)帶的波帶片，則可用攝取牛頓環(huán)的簡(jiǎn)單方法來實(shí)現(xiàn)，但必須注意采用會(huì)聚的單色光作為光源。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以設(shè)計(jì)出質(zhì)量?jī)?yōu)良的波帶片。除上述方法做成的同心環(huán)帶的波帶片外，還可以做如下圖 a所示的長(zhǎng)條形波帶片，這種波帶片的特點(diǎn)是在垂直于軸的平面上會(huì)聚成一條明亮的直線，直線的 方向與波帶片的直線平行。如圖b是方形波帶片，這種菲涅耳波帶片所成的像是一個(gè)明銳的十字線。2.5.2 波帶片的焦點(diǎn)如果某一波帶片對(duì)考察點(diǎn)露出前5個(gè)奇數(shù)半波帶，那么這些帶在該點(diǎn)所產(chǎn)生的振動(dòng)的振幅為A k ai a3 a5 a7 a9 5a1這是不用光闌（即圓孔的半徑為無限大）的振幅的10

21、倍，光強(qiáng)則為100倍。如果以偶數(shù)個(gè)波帶代替。上述結(jié)果顯然也成立。由于波帶片能使點(diǎn)光源成一實(shí)像，故它有類似于透鏡成像的功 用，其物距R和像距r所遵從的關(guān)系和透鏡的物象公式相仿。則焦距：/ 11K （一 ）（a）ro R和一般的會(huì)聚透鏡一樣，波帶片也有它的焦距，而透鏡的焦距就是發(fā)光點(diǎn)在無限遠(yuǎn)時(shí)的像聚，如在下式中，令R ，即可得焦距2 'kf。廠將上式代入a ,則有111 R r。 f從焦距表示式可見，波帶片的焦距取決于波帶片通光孔半徑p、半波帶的數(shù)目k和光波由于波帶片的焦距和光波的密切的關(guān)系。因?yàn)樗纳畋纫话愕耐哥R大得多，在激光出現(xiàn)以前沒有 什么實(shí)用意義。由于激光的高度相干性。是波帶片的

22、應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。目前主要用在激光準(zhǔn)直方面。此外，即使用單色光入射時(shí)，由于波帶片尚有f'，5、f'/5、.焦距存在，波帶片成像的情況與透鏡成像的情況也有所不同，對(duì)于給定的物點(diǎn)，對(duì)應(yīng)不同的焦距。波帶片可以給出多個(gè)像點(diǎn)。例題：一塊波帶片的孔徑內(nèi)有20個(gè)半波帶，其中第1、3、5、1濤10個(gè)奇數(shù)帶露出。第2、4、6、2澹10個(gè)偶數(shù)帶遮蔽，試分析軸上場(chǎng)點(diǎn)的光強(qiáng)是自由傳播時(shí)光強(qiáng)的多少倍解：波帶片在軸上場(chǎng)點(diǎn)振幅為:ip Aj -4- 400 IA2po po自由傳播波面不受限，軸上場(chǎng)的振幅為：A。 亙p 2則他們的振幅之比為：& !°巴 20APO_a1萬ipa2光強(qiáng)之比為：一

23、L -4 4001 po Apo第三節(jié)激光準(zhǔn)直原理一、工作原理激光準(zhǔn)直的原理如圖1所示，由激光器L發(fā)出一束單橫模的激光（一般為可見光， 通常采用氫式激光器的pm波長(zhǎng)的光），利用倒置的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)S,將光束形成直徑很細(xì) 的（約為幾毫米）的平行光束，或者將光束在不同距離上聚焦成圓形小光斑。此平行光 束中心的軌跡為一條直線，即可作為準(zhǔn)直和測(cè)量的基準(zhǔn)線。在需要準(zhǔn)直的位置處用光電 探測(cè)器接受準(zhǔn)直光束。該光電探測(cè)器為四象限光電探測(cè)器 D（即由4塊光電池組成），激 光束照射到光電探測(cè)器上時(shí)，每塊光電池會(huì)產(chǎn)生電壓V, V2, V3, V40當(dāng)激光束中心照射在光電探測(cè)器中心處，由于4塊光電池收到相同的光能量，產(chǎn)生

24、的電壓值相等；而當(dāng)激 光束中心偏離光電探測(cè)器中心時(shí)，將有偏差電壓信號(hào)M和V<= Vi -V 3, V/= V2 - V 4由此偏差電壓即可知道接收點(diǎn)位置的偏移大小和方向。圖1激光準(zhǔn)直儀二、關(guān)鍵技術(shù)為了提高激光準(zhǔn)直的精度，關(guān)鍵是使激光平行光束的方向穩(wěn)定性高，不能有漂移， 以及在接收平面上激光光斑的光強(qiáng)分布有穩(wěn)定的中心。因此激光準(zhǔn)直技術(shù)的關(guān)鍵是控制激光器本身的變化和光束在傳播中空氣擾動(dòng)的影響。引起光束方向的漂移原因主要有以下兩點(diǎn)。（1）激光器的諧振腔變形這是由于激光器自身發(fā)熱或周圍環(huán)境溫度變化， 引起諧振腔變形所導(dǎo)致出射光束方 向的漂移。為減少光束漂移，可對(duì)激光器采取熱穩(wěn)定、隔熱等控溫裝置；也可采用二次 光源的方法，即將激光器發(fā)出的光耦合進(jìn)一根單模光纖，再由光纖射出，以此作為準(zhǔn)直 光源，這可有效地隔離掉激光器自身變化帶來的影響。（2）光束在傳輸中受到大氣的擾動(dòng)影響這是引起光束方向漂移的一個(gè)重要原因，尤其是在長(zhǎng)距離和惡劣環(huán)境里更為明顯。 為此需要采取自動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒ǚ答伩刂苼韽浹a(bǔ)，如將探測(cè)器上接收到的準(zhǔn)直信號(hào)偏移 量，反饋到激光器控制出射方向；或?qū)?zhǔn)直信號(hào)偏移量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以減少光束漂移 的誤差影響。但由于大氣擾動(dòng)的影響是隨機(jī)的，要完全補(bǔ)償灌輸?shù)钠剖抢щy的。