光學(xué)諧振腔的穩(wěn)定條件是什么?
在光學(xué)諧振腔中,光在兩個(gè)反射鏡之間不斷地來(lái)回反射,因此通常要求諧振腔保證光在腔內(nèi)來(lái)回反射過(guò)程中不會(huì)離開(kāi)諧振腔。滿(mǎn)足這一要求的型腔稱(chēng)為穩(wěn)定型腔。討論光在諧振腔中的行為,可以通過(guò)光在腔內(nèi)往返傳輸?shù)木仃嚤硎緛?lái)證明:對(duì)于腔長(zhǎng)為L(zhǎng)、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(shuō),當(dāng)腔體的幾何參數(shù)滿(mǎn)足上述條件時(shí),腔體內(nèi)的近軸光在腔體內(nèi)來(lái)回多次,而不會(huì)橫向逸出腔外,我們說(shuō)諧振腔處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。通常稱(chēng)式⑷通常稱(chēng)為諧振腔的穩(wěn)定性判據(jù)。由于存在g1g2>0的條件,對(duì)于穩(wěn)定的諧振腔結(jié)構(gòu),g1和g2具有相同的符號(hào)。如果它們有不同的跡象,則腔不穩(wěn)定。
延伸閱讀:
一.光學(xué)諧振腔又稱(chēng)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(lái)回反射,并通過(guò)這種反饋機(jī)制實(shí)現(xiàn)特定頻率光波的共振和增強(qiáng)。在激光器中,光學(xué)諧振腔通常由兩個(gè)或多個(gè)高反射鏡(至少一個(gè)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(gè)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(mǎn)足諧振條件時(shí)會(huì)在腔內(nèi)不斷地來(lái)回傳播并積累能量。當(dāng)增益超過(guò)損耗時(shí),就會(huì)發(fā)生激光振蕩。光學(xué)諧振腔的功能包括:
1.選擇性放大:只對(duì)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。
▍最新資訊
-
【前沿資訊】超表面賦能量子全息術(shù):當(dāng)“光子記憶擦除”成為可視化現(xiàn)實(shí)
1935年,愛(ài)因斯坦等人提出的EPR佯謬掀開(kāi)了量子糾纏的神秘面紗,而1991年Scully提出的量子擦除實(shí)驗(yàn),則通過(guò)“選擇性遺忘”光子路徑信息,巧妙揭示了量子世界的波粒二象性。如今,香港科技大學(xué)與英國(guó)埃克塞特大學(xué)的聯(lián)合團(tuán)隊(duì),將這一抽象概念與超表面技術(shù)結(jié)合,首次實(shí)現(xiàn)了偏振-全息混合糾纏態(tài)的可視化操控,讓“光子記憶擦除”以全息圖像的形式直觀呈現(xiàn)。相關(guān)成果發(fā)表于《AdvancedPhotonics》2025年第2期。
2025-05-07
-
ACL臥式數(shù)控定心車(chē)床:顯微鏡頭加工的得力助手
在精密光學(xué)儀器制造領(lǐng)域,顯微鏡頭的加工精度直接影響著其成像質(zhì)量和性能。中測(cè)光科(福建)技術(shù)有限公司研發(fā)的ACL臥式數(shù)控定心車(chē)床,憑借其獨(dú)特的設(shè)計(jì)和先進(jìn)的技術(shù),在顯微鏡頭加工方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì),成為行業(yè)內(nèi)的重要設(shè)備。
2025-05-07
-
為什么說(shuō)外差檢測(cè)是光通信領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)?
在光學(xué)探測(cè)領(lǐng)域,外差檢測(cè)作為一種關(guān)鍵技術(shù)手段,與直接探測(cè)并列,具有不可替代的重要性。本文將基于相關(guān)資料,對(duì)光外差檢測(cè)的原理、優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用進(jìn)行深入分析。
2025-05-06
-
高斯光束有什么基本性質(zhì)
高斯光束作為傍軸亥姆霍茲方程的一個(gè)解,具有獨(dú)特的光強(qiáng)分布和傳播特性。其功率主要集中在以光軸為中心的圓柱體內(nèi),在任何橫向平面上,光強(qiáng)分布都呈現(xiàn)圓對(duì)稱(chēng)的高斯函數(shù)形式,在束腰處光束寬度達(dá)到最小值。
2025-05-06