现代激光应用技术 知识 第三章 激光谐振腔与模式.pptVIP

第三章 激光谐振腔与模式 ; 形成激光的三个条件 ;3.1概述;3.1概述;3.1概述;3.1.1 光学谐振腔的构成;3.1.2 光学谐振腔的作用;（a）闭腔； （b）开腔； （c）气体波导腔;3.1.3 光学谐振腔的种类;3.1.4 典型开放式光学谐振腔 ;对称共焦腔;共心腔;平凹腔;模式：谐振腔内可能存在的电磁场本征状态 （振荡频率和空间分布）;频率、振幅、振动方向均相同的两列波在同一直线上沿相反方向传播时，相干形成驻波。;整数 所表征的腔内纵向稳定场分布; 理想情况下，一个纵模对应一个谐振频率值，实际上由于腔的损耗， 每一个纵模都具有一定宽度:;例：He－Ne激光器， ，当 和 时， 激光器中分别可能出现几种频率的激光？ （已知Ne原子自发辐射的中心频率 ， 荧光光谱线宽 ）;m——x方向节线数;基模： 最好的模式;自再现模（横模）：在腔反射镜面上经过一次往返传播后能“自再现”的稳定场分布，相对分布不受衍射影响。; 纵模和横模各从一个侧面反映了谐振腔内稳定的光场分布，只有同时运用纵模和横模概念，才能全面反映腔内光场分布。 ;选择性损耗（因横模而异）;3. 损耗举例 ;红色是暗环;（3）透射损耗;（4）吸收损耗;——初始光强；;腔内光子数密度衰减到初始值的 所用的时间。;品质因数;1. 光线传播矩阵 ;一次往返总变换矩阵：;稳定性条件 (1) 稳定腔：近轴光线在腔内往返任意多次而不横向逸处腔外;（2） 非稳腔：光线在腔内有限次往返后必然从侧面逸出腔外;2. 稳区图 ;共焦腔：两个反射镜的焦点重合的共轴球面腔;轴向光线：闭合;几何光学——光线在光腔中的传播、腔的稳定性 ;3.5.1 自再现模 ;开腔中自再现模的形成 ;高阶模振幅分布