氦氖激光器 0.6328 m 谱线宽度为 总 =1.3×109 HZ
因此,在总区间中,可以存在的纵模个数为 1.3 109 N 8 8 q 1.5 10
2.光学谐振腔的横模:电磁场在腔内横向存在多个模式(横模),它们 是经过一次往返传输能够再现的稳定电磁场 分布。一般的人们愿意使用具有最高对称性 的模(基模),标记为TEM00。其他模式TEMmn 可以使用窄的激光介质,反射镜尺寸等来抑 制。TEM00模的截面是对称的,强度是高斯分 布的。
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在谐振腔中,光信号能多次反复地沿着 腔轴的方向通过工作物质,不断获得光放 大,信号越来越强,达到饱和, 形成激光输 出。
2.改善激光方向性。
凡是传播方向偏离腔轴方向的光子,很快逸 出腔外被淘汰,只有沿着腔轴方向传播的光子才 能在管中不断地往返运行而得到光放大,所以输 出激光具有很好的方向性。 3.改善激光单色性。 激光在谐振腔中来回反射,相干叠加,形 成以反射镜为波节的驻波。
二、光学谐振腔的模式:
光学谐振腔的几何尺寸远大于光的波长,因此 必须研究光的电磁场在谐振腔内的分布问题, 即所谓谐振腔的模式问题。 激光电磁场空间分布情况(模式)与腔结 构之间的关系,光场稳定的纵向分布称纵模, 横向分布称横模。
所谓模的基本特征,主要指的是: (1)每一个模的电磁场分布,特别是在腔的横 截面内的分布; (2)每一个模在腔内往返一次经受的相对功率 损耗; (3)与每一个模相对应的激光束的发散角。
2π Δ 2nL q 2 λ0
c q q 2nL
0
L q
n q 2 2
q
q =1,2,...
式中的n是谐振腔内介质折射率。
通常把由q值所表示的腔内的纵向场分布称为谐振腔 的纵模,不同的q值相应于不同的纵模。从式中可看 出,q值决定纵模的谐振腔频率。