文档介绍：第2章激光器的工作原理
回顾——产生激光的三个必要条件:
1. 工作物质
2. 激励能源
3. 光学谐振腔
前瞻——研究谐振腔的几何理论和衍射理论
§2-1 光学谐振腔结构与稳定性
:
: 建立和维持自激振荡。(提高间并度)
决定因素: 由两镜的反射率、几何形状及组合形式。
2. 控制光束特性: 包括纵模数目、横模、损耗、输出功
率等。
——开放式共轴球面光学谐振腔的构成
:在激活介质两端设置两面反射镜(全反、部分反)。
2.   开放式: 除二镜外其余部分开放
共轴: 二镜共轴
球面腔: 二镜都是球面反射镜(球面镜)
(几何反射逸出)的分类:
光腔
(光腔中存在着伴轴模,它可在腔内多次传播而不逸出腔外)
(伴轴模在腔内经有限数往返必定由侧面逸出腔外,有很高的几何光学损耗)
(几何光学损耗介乎上二者之间)

:
,定义:
其中
L ---- 腔长(二反射镜之间的距离) , L>0 ;
Ri ---- 第i面的反射镜曲率半径(i = 1,2);
符号规则: 凹面向着腔内时(凹镜) Ri>0 ,
凸面向着腔内时(凸镜) Ri<0。
L
对于平面镜,
成像公式为:
s——物距
s´——象距
f ——透镜焦距
(2)据稳定条件的数学形式,
稳定腔:
非稳腔: 或
临界腔: 或 g1 g2=0
:
(1)条件:使傍轴模(即近轴光线)在腔内往返无限多次不逸
出腔外的条件, 即近轴光线几何光学损耗为零, 其
数学表达式为
共轴球面谐振腔的稳定图及其分类
一。常见的几类光腔的构成: *(以下介绍常见光腔并学习用作
图方法来表示各种谐振腔)
(一)稳定腔:
:
由两个凹面镜组成的共轴球面腔为双凹腔。这种腔的
稳定条件有两种情况。
其一为:
且
证明:
∵
R1>L ∴
即:0<g1<1 ,同理 0<g2<1
所以:0<g1g2<1
其二为: R1<L R2<L 且 R1+R2>L
证明:∵R1<L ∴即 g1<0
同理:g2<0 ,∴g1g2>0 ;又∵ L<R1+R2
∴
即 g1g2<1 0< g1g2<1
如果 R1=R2 ,则此双凹腔为对称双凹腔,上述的两种稳
定条件可以合并成一个,即: R1=R2=R>L/2
:
由一个凹面发射镜和一个平面发射镜组成的谐振腔称为平
凹腔。其稳定条件为:R>L
证明:∵ R1>L , ; R2 ∞, g2= 1
∴
如果 R = 2L ,则此时的谐振腔恰好是对称共焦腔的一半,称为半共焦腔,显然,它也是稳定腔.
:
由一个凹面反射镜和一个凸面反射镜组成的共轴球面
:
R1<0, R2>L , 且 R1+R2<L .
或者:R2>L ,
可以证明: 0<g1 g2<1. (方法同上)