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上一页 回首页 下一页 回末页 回目录 第四章 激光的基本技术 §4.1激光器输出的选模 * §1.7 光的相干性 第一章 辐射理论概要 上一页 回首页 下一页 回末页 第一章 回目录 4.1.1 激光单纵模的选取 1. 均匀增宽型谱线的纵模竞争 (1) 当强度很大的光通过均匀增益型介质时粒子数反转分布值下降，增益系数相应下降，但光谱的线型并不改变。 (2) 多纵模的情况下，如图4-1所示，设有q-1，q，q+1三个纵模满足振荡条件。随着腔内光强逐步增强，q-1和q+1模都被抑制掉，只有q模的光强继续增长，最后变为曲线3的情形。 图4-1 均匀增宽型谱线纵模竞争 (3)若此时的光强为Iq，则有 ，于是振荡达到稳定，使激光器的内部只剩下q纵模的振荡。这种现象叫做“纵模的竞争”，竞争的结果总是最靠近谱线中心频率的那个纵模被保持下来。 (4)在均匀增宽的稳定态激光器中，当激发比较强时，也可能有比较弱的其他纵模出现，如何解释？这种现象称为模的“空间竞争”。 4.1.1 激光单纵模的选取 2. 非均匀增宽型谱线的多纵模振荡 (1) 非均匀增宽激光器的输出一般都具有多个纵模。 3. 单纵模的选取 (1) 短腔法： 两相邻纵模间的频率差 ，要想得到单一纵模的输出，只要缩短腔长，使 的宽度大于增益曲线阈值以上所对应的宽度 缺点 (2) 法布里-珀罗标准具法： 如图4-2所示，在外腔激光器的谐振腔内，沿几乎垂直于腔轴方向插入一个法布里－珀罗标准具 图(4-2) 法布里-珀罗标准具法示意图 由于多光束干涉的结果，对于满足下列条件的光具有极高的透射率 能获得最大透射率的两个相邻的频率间隔为 4.1.1 激光单纵模的选取 3. 单纵模的选取 (3) 三反射镜法： 如图4-3所示，激光器一端的反射镜被三块反射镜的组合所代替，其中M3和M4为全反射镜，M2是具有适当透射率的部分透射部分反射镜。这个组合相当于两个谐振腔的耦合 图4-3 三反射镜法 两个谐振腔的纵模频率间隔分别为：c/2?(L1+L2)和c/2?(L2+L3) 4.1.2 激光单横模的选取 1. 衍射损耗和菲涅耳数 (1) 由于衍射效应形成的光能量损失称为衍射损耗。 (2)如图4-4所示的球面共焦腔，镜面上的基横模高斯光束光强分布可以表示为 (3)单程衍射损耗为射到镜面外而损耗掉的光功率??与射向镜面的总光功率?之比 (4)分析衍射损耗时为了方便，经常引入一个所谓“菲涅尔数”的参量，它定义为 图4-4 腔的衍射损耗