光学共振腔.ppt
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1、4.0、引言(共振腔中的模密度)、引言(共振腔中的模密度)第四章第四章 光学共振腔光学共振腔1.1.光学共振腔光学共振腔 光学共振腔是构成激光器的重要部件之一,光学共振腔是构成激光器的重要部件之一,通常由两块与工通常由两块与工作介质轴线垂直的平面或凹球面反射镜构成。作介质轴线垂直的平面或凹球面反射镜构成。(一个反射率接(一个反射率接近近100%100%即全反射,另一个反射率约为即全反射,另一个反射率约为98%98%,激光就是从后一个反,激光就是从后一个反射镜射出的)射镜射出的)一、引言一、引言 谐振腔的作用是选择频谐振腔的作用是选择频率一定、方向一致的光作率一定、方向一致的光作最优先的放大,而
2、把其他最优先的放大,而把其他频率和方向的光加以抑制。频率和方向的光加以抑制。如图,凡不沿谐振腔轴线如图,凡不沿谐振腔轴线运动的光子均很快逸出腔运动的光子均很快逸出腔外,与工作介质不再接触。外,与工作介质不再接触。激励能源激励能源 全反射镜全反射镜部分反射镜部分反射镜激光激光品质因数品质因数Q Q是标志共振腔特性的一个普遍的度量。是标志共振腔特性的一个普遍的度量。例如:一个由相距为例如:一个由相距为 的两个理想导体平面组成的共振腔中,的两个理想导体平面组成的共振腔中,一个电磁横波(一个电磁横波(TEMTEM)在来回反射,其间的电场强度为:)在来回反射,其间的电场强度为:由于单位体积的电场能由下式
3、给出:由于单位体积的电场能由下式给出:。(。(1.3-22)。(。(4.0-2)。(。(4.0-1)由于由于e e是是z z和和t t的函数,若以传输距离的函数,若以传输距离 为一个周期为一个周期T T,光通过距,光通过距离离 后的电场总能量为:后的电场总能量为:将(将(4.0-24.0-2)代入上式可得:)代入上式可得:。(4.0-3)因此:因此:积分后化简可得:积分后化简可得:。(。(4.0-4)在腔内:在腔内:。(。(4.0-5)稳态下可以认为输出功率稳态下可以认为输出功率P P等于耗散功率,因此:等于耗散功率,因此:电场的峰值电场的峰值。(4.0-6)2.2.光学共振腔中的模密度光学共
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