光学谐振腔ppt课件PPT学习教案

1、会计学1光学谐振腔光学谐振腔ppt课件课件设计一种装置，实现在某方向上受激辐射不断得设计一种装置，实现在某方向上受激辐射不断得到放大和加强，受激辐射产生振荡，使得在该特到放大和加强，受激辐射产生振荡，使得在该特定方向上受激辐射过程定方向上受激辐射过程自发辐射过程，而在其自发辐射过程，而在其他方向传播的光容易逸出腔外。他方向传播的光容易逸出腔外。光学谐振腔光学谐振腔部分反射镜工作物质全反射镜原理图原理图光学谐振腔是激光器的重要组成部分，它的主要功能有正反馈、谐振、容纳工作物质和输出激光的作用。光学谐振腔是激光器的重要组成部分，它的主要功能有正反馈、谐振、容纳工作物质和输出激光的作用。研究光学谐振

2、腔的主要理论包括：研究光学谐振腔的主要理论包括：几何光学理论；几何光学理论；波动光学理论；波动光学理论；菲涅尔菲涅尔-基尔霍夫衍射积分基尔霍夫衍射积分放大元件放大元件第1页/共11页第2页/共11页n按能否忽略侧面边界，将谐振腔分为开放式光学谐振腔、按能否忽略侧面边界，将谐振腔分为开放式光学谐振腔、封闭腔以及气体波导腔。根据腔内近轴光线的几何逸出封闭腔以及气体波导腔。根据腔内近轴光线的几何逸出损耗的高低，开腔又可分为稳定腔和非稳定腔。损耗的高低，开腔又可分为稳定腔和非稳定腔。n按腔镜的形状和结构，谐振腔可分为球面腔和非球面腔。按腔镜的形状和结构，谐振腔可分为球面腔和非球面腔。n按腔内是否插入透

3、镜之类的光学元件，或者是考虑腔镜按腔内是否插入透镜之类的光学元件，或者是考虑腔镜以外的反射表面，谐振腔可分为简单腔和复合腔。以外的反射表面，谐振腔可分为简单腔和复合腔。n按腔中辐射场的特点，可分为驻波腔和行波腔。按腔中辐射场的特点，可分为驻波腔和行波腔。n按反馈机理不同，可分为端面反馈腔和分布反馈腔。按反馈机理不同，可分为端面反馈腔和分布反馈腔。n按构成谐振腔反射镜的个数，可分为两镜腔和多镜腔。按构成谐振腔反射镜的个数，可分为两镜腔和多镜腔。根据结构、性能和机理等方面的不同，谐振腔有不同的分类方式根据结构、性能和机理等方面的不同，谐振腔有不同的分类方式仅讨论最简单和最常用的由两个球面镜构成的开

4、放式光学谐振腔仅讨论最简单和最常用的由两个球面镜构成的开放式光学谐振腔。第3页/共11页n不稳定谐振腔：由两不稳定谐振腔：由两块凸球面镜组成的谐块凸球面镜组成的谐振腔中，一条平行于振腔中，一条平行于轴线的光线经过凸球轴线的光线经过凸球面镜的反射后就不再面镜的反射后就不再与腔轴平行，经过几与腔轴平行，经过几次反射后就会逸出腔次反射后就会逸出腔外。外。第4页/共11页12RR稳定谐振稳定谐振腔腔第5页/共11页MMMCFFMF FABCD第6页/共11页图一此外，还有平凹腔、平凸腔、凹凸腔等此外，还有平凹腔、平凸腔、凹凸腔等半共焦腔，半共焦腔的性质与共焦腔的类似，衍射损耗低，易于装置，而且由于采用

5、了一块平面镜，成本更低。大多数氦氖激光器都采用这种谐振腔半共焦腔，半共焦腔的性质与共焦腔的类似，衍射损耗低，易于装置，而且由于采用了一块平面镜，成本更低。大多数氦氖激光器都采用这种谐振腔MMABDEA-B-D-B-A-E-AA-B-C-D-E-G-AC FC FABCFDEGF第7页/共11页1g2g平行平面腔)21( RR共焦腔221LRR共心腔221LRR稳定谐振腔的条件稳定谐振腔的条件图中（图中（0g1g21）区域）区域是满足稳定性条件的区是满足稳定性条件的区域域111021RLRL第8页/共11页n有了稳定的光学谐振腔，有了能实现粒子束反转的工作物质，还不一定能一有了稳定的光学谐振腔，

6、有了能实现粒子束反转的工作物质，还不一定能一起受激辐射的光振荡而产生激光。因为工作物质在光学谐振腔内虽然能够引起受激辐射的光振荡而产生激光。因为工作物质在光学谐振腔内虽然能够引起光放大，但是在光学谐振腔内还存在许多损耗因素起光放大，但是在光学谐振腔内还存在许多损耗因素n反射镜的吸收、透射和衍射工作物质不均与造成的折射或散射反射镜的吸收、透射和衍射工作物质不均与造成的折射或散射n这些损耗中，只有通过部分反射镜而透射出的才是我们需要的，其他一切损这些损耗中，只有通过部分反射镜而透射出的才是我们需要的，其他一切损耗都应尽量避免耗都应尽量避免n如果由于损耗，使得工作物质的放大作用抵偿不了损耗，就不可能在谐振腔如果由于损耗，使得工作物质的放大作用抵偿不了损耗，就不可能在谐振腔内形成雪崩式的光放大过程，就不能得到激光输出。因此要产生激光振荡，内形成雪崩式的光放大过程，就不能得到激光输出。因此要产生激光振荡，对于光放大必须满足一定的条件对于光放大必须满足一定的条件-阈值条件阈值条件第9页/共11页lvevIlvI)()(0),()(0vI用用M1、M2表示两块反射镜，其间距为表示两块反射镜，其间距为L，透射率，透射率和折射率分别为和折射率分别为T1、R2和和T2、R2。假设所有损耗。假设所有损耗都包含在折射率都包含在折射率T1、T2中。中。