光谱线宽课件.ppt

（优选）光谱线宽课件;影响纵模数的因素：;;1.色散腔粗选频率

激光介质的谱线常常不止一条，在选单一频率之前，如果先使激光处在单一的谱线上,对选纵模有利。

原理：在腔中加入一色散元件，使不同波长的光发生分离，其中只有较窄波长范围的光振荡，其他波长的光偏离腔外。选出一条谱线,谱线的宽度可以达到10nm。;

①棱镜:光通过棱镜时，不同的光出射角不同，则损耗不同，能够振荡的光只有一范围。

角色散率

最大偏离角

②光栅

利用炫耀光栅方程：

满足上式的光才能在腔中振荡(入射光线和反射光线重合)。偏离此式的光损耗大，偏离的多，光不能振荡。光沿槽法线方向入射，出射光沿此方向。

特点：上述两种色散腔粗选法只能选出具有一定宽度的谱线，不能选出单一的频率。;2.缩短腔长

使纵模间隔大于谱线有效宽度;第七页，共24页。;第八页，共24页。;第九页，共24页。;3.腔内插入法布里－珀罗标准具;透射谱线宽度;图5.3-4所示的是标准具选纵模装置示意图。法布里—珀罗(F-P)标准具对不同波长的光束具有不同的透过率，可以用下式表示：;图5.3-5F-P标准具的透过率;相邻两透过率极大值的间隔为(类似于前面的):;当满足:2ndcosi′=kλ1=(k-1)λ2时，λ1的第k级亮圆环与λ2的第(k-1)级亮圆环重迭,因而得由于在法布里—珀罗标准具中,大多数情况下,cosi′≈1，

所以上式中的k值应为以此k值代入上式，;此Δλ值是某一波长光的干涉圆环和另一波长光的干涉圆环重合时的波长差，亦即在给定d的标准具中，若入射光的波长在λ1到λ1+Δλ的波长范围以内，则所产生的干涉圆环不重叠，我们称此Δλ为标准具常数或称标准具的自由光谱范围。标准具的厚度d比谐振腔的长度L小得多,因此它的自由光谱区比谐振腔的纵模间隔大得多。也可用频率表示之。因为;另一个重要参数是分辨本领：;当满足;4.复合腔法

如果用一个反射干涉仪系统取代谐振腔中的一个反射镜，则其组合反射率是光???长(频率)的函数。图5.3-8所示的是两种组合干涉复合腔的原理图。;图5.3-8(a)是一个迈克耳孙干涉仪式复合腔，它由一个迈克耳孙干涉仪取代谐振腔的一个反射镜构成。该腔可以看成由两个子腔组合而成，全反射镜M和M1组成一子腔，腔长为L+l1，（因为2nL=qiλi）谐振频率υ1i={c/[2(L+l1)]}qi(设n=1)。另一个子腔由全反镜M和M2组成，其腔长为L+l2，谐振频率为υ2j={c/[2(L+l2)]}qj。激光器的谐振频率必须同时满足上面两个条件,即{c/[2(L+l1)]}qi={c/[2(L+l2)]}qj,而且第一个子腔的光束经过N个频率间隔后的频率正好和第二个子腔的光束经过N+1个频率间隔后的频率再次相等。由此可以得到复合腔的频率间隔:;适当选择l1及l2，可以使复合腔的频率间隔足够大，即两相邻纵模间隔足够大，与增益线宽相比拟时，即可实现单纵模运转。;图5.3-8(b)所示的为一个福克斯—史密斯(Fox-Smith)干涉仪式复合腔。可以证明，复合腔的两相邻的频率间隔为(自己看);谱线加宽;谢谢大家！