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光學諧振腔的穩(wěn)定條件是什么？

　　在光學諧振腔中，光在兩個反射鏡之間不斷地來回反射，因此通常要求諧振腔保證光在腔內(nèi)來回反射過程中不會離開諧振腔。滿足這一要求的型腔稱為穩(wěn)定型腔。討論光在諧振腔中的行為，可以通過光在腔內(nèi)往返傳輸?shù)木仃嚤硎緛碜C明：對于腔長為L、鏡面曲率半徑為R1和R2的諧振腔，穩(wěn)定條件是：

 

 

　　0<(1-L/R1)(1-L/R2)<1或(1-L/R1)=(1-L/R2) ⑴

 

　　引入型腔幾何參數(shù)因子，若令

 

　　\n g1=1-L/R1 ⑵

　　g2=1-L/R2 ⑶

 

　　則諧振腔的穩(wěn)定條件可表示為： 0

 

　　也就是說，當腔體的幾何參數(shù)滿足上述條件時，腔體內(nèi)的近軸光在腔體內(nèi)來回多次，而不會橫向逸出腔外，我們說諧振腔處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。通常稱式⑷通常稱為諧振腔的穩(wěn)定性判據(jù)。由于存在g1g2>0的條件，對于穩(wěn)定的諧振腔結(jié)構(gòu)，g1和g2具有相同的符號。如果它們有不同的跡象，則腔不穩(wěn)定。

 

　　延伸閱讀：

 

　　一.光學諧振腔又稱光腔或激光諧振腔，是激光技術(shù)中的關(guān)鍵部件之一。它是一種物理結(jié)構(gòu)，旨在讓光波在其中反復(fù)來回反射，并通過這種反饋機制實現(xiàn)特定頻率光波的共振和增強。在激光器中，光學諧振腔通常由兩個或多個高反射鏡(至少一個是部分透射的)組成。這些鏡子相互平行放置或按照一定的曲率半徑形成一個封閉的空間，它們連接到激活介質(zhì)(例如激光晶體、氣體放電管或半導(dǎo)體材料等)。

 

　　二.在諧振腔內(nèi)，光波受到激活介質(zhì)增益的影響后，在滿足諧振條件時會在腔內(nèi)不斷地來回傳播并積累能量。當增益超過損耗時，就會發(fā)生激光振蕩。光學諧振腔的功能包括：

 

　　1.選擇性放大：只對光波的特定模式(橫模和縱模)提供正反饋，使其在腔體內(nèi)繼續(xù)振蕩并被放大。

　　2.控制激光特性：決定輸出激光束的質(zhì)量，如單色性(即頻率穩(wěn)定性)、方向性和光束形狀(如高斯光束)等。

　　3.模式鎖定：保證激光器工作在單一穩(wěn)定模式，減少多縱模工作引起的光譜展寬。

創(chuàng)建時間：2024-04-02 11:31
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