在2021年的新版光学名词中,收录了光束指向稳定度这一名词,本文对该名词相关的定义和方法进行说明
在《光学名词》2021版中光束指向稳定度(beam pointing stability)的解释为:描述光束轴角偏移程度的一个参数。以光束轴角偏
移的2倍标准差表示。
下面针对这一解释,进行说明。
在描述随机变量分布式,大多用到的参数是μ表示的期望和σ^2表示的方差。其中期望指的是由密度函数曲线f(x)和横轴x围成的曲面重
心的横坐标。方差是随机变量X偏离其期望μ的一个度量。
期望
若g(X)是随机变量X的函数,则g(X)也是随机变量,g(x)的期望定义为:
离散型:
连续型:
当g(X)=X时,随机变量的期望可以定义为
如果对应的级数或者积分绝对收敛,则下式也成立
当然,g(X)的期望也可能不存在。
n阶矩
n阶矩的定义为:
n阶中心矩的定义为:
方差和标准差
2阶中心矩被称为方差或离差,用σ^2表示,即:
其中σ_x被称为标准差
加权平均和算术平均
在离散情况下,期望是数值和概率作为权重的加权平均
均匀分布的概率和期望是:
在连续情况下,在有限区间[a,b]上连续均匀分布的密度函数是:
因此:
光束轴(beam axis)
在均匀介质内的光束传播方向上,连接光束横截面能量(功率)一阶矩所定义的连续点的直线。
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