新激光ppt课件第六章 激光器模式选择技术.ppt

1、第六章激光模式选择技术、6.1概要、1、横模式、2、纵模式、6.2横模式选择技术、1、横模式选择原理、1、单横模式运行的一盏茶条件、谐振器中不同横模式不同的损耗是横模式选择的物理基础。 r1、r2是两个腔镜反射率、单程损失、单程增益系数、工作物质长度，I0往返1次的光强度是单横模式运转的充分条件、该模式振荡条件、2 .充分条件的具体实现、横模式鉴别力， 对称稳定腔的两种低阶模式的单程损耗即衍射损耗的大小和模式辨别力的高低与谐振器的腔型和菲涅耳数n有关，3 .在一些腔型的比较中，对称共焦腔3: g1=0g2=0，半对称共焦腔3360 g1=。 平行平面腔3360g1=g2平面，共心腔最小，共焦点

2、、半共焦点腔容易实现单人模式振荡？2、横模式选择的方法、1、小孔光圈选择法、小孔光圈选择模式、2、谐振器残奥仪表g、n选择法、3 .焦点光圈选择4 .不稳定腔选择法、5 .微调谐振器法、腔内望远镜法、纵模式振荡频率、纵模式间隔、增益曲线比阈值部分的线宽高，在一般的谐振器中，根据纵模式不同而有相同的损失，但根据频率的不同而小的信号增益系数不同。 因而，扩大相邻的纵向模式间的增益差来活用或者人为地导入损失差是进行纵向模式选择的有效手段。 1、短腔方法、二、纵模选择方法、l、单人模式存在，例如，He-Ne激光器，L=1m，L=10cm，2、前进波腔方法，对满足以下条件的光具有极高的透射率，且可以获得

3、最大透射率的两个相邻频率间隔， 法泊标准具腔选择原理图，(a )小信号增益曲线，(b )谐振器纵横光谱(c )法泊标准透射率曲线，4 .复合腔法(三反射镜法)，如图所示，激光的一端的反射镜被三个反射镜的组合替换，M3和M4为全反射镜，M2为该组合相当于两个谐振器的耦合，两个谐振器的纵模频率间隔分别为c/2(L1 L2 )和c/2(L2 L3 )、5 .外腔激光半导体选择法，图为外腔激光半导体选择装置、激光二极管(LD )两个。 6.4模式测定方法、一、直接观测法、二、光点扫描法、第七章激光频率稳定化技术、7.1概要、一、频率的稳定性和再现性、1 .所谓稳定度是指激光连续运转时的一定观测时间内频

4、率的平均值与该时间内频率的变化量之比、2 .再现即习惯上的稳定度的尺度用、稳定度长期稳定性，二，影响激光频率稳定的因素，式中，m是原子跃迁光谱频率c是谐振器谐振频率m是原子跃迁光谱的宽度c是谐振器光谱的宽度频率牵引系数(一般较小)。 激光频率的稳定主要取决于腔谐振频率的稳定性。 当l的变化是l、n的变化是n时，腔谐振频率引起的频率的相对变化是：频率稳定，腔长度和折光率稳定，1 .腔长度变化的影响，(1)温度变化：一般作为腔的保持件选择热胀冷缩系数小的材料，(2) 内腔激光器3360的温度t、气压p、大气湿度h的变化小，(2)外腔和半内腔激光器3360的腔的一部分处于大气中，温度t、气压p、大气

5、湿度h的变化比放电管内显着。在尽量减小暴露在大气中的部分的同时，切断通风，减小t、p、h的脉动。 三、激光器的频率稳定作用方法，1、被动频率稳定作用、用热胀冷缩系数低的材料制造谐振器的垫片或膨胀系数为负值的材料和膨胀系数为正值的材料以一定长度对准，将单频激光器的频率与某个稳定的基准频率进行比较，当振荡频率偏离基准频率时，识别器(1)以激光器中的原子迁移的中心频率作为基准频率，将激光频率摇滾乐迁移的中心频率，例如冲压凹陷法。 (2)将振荡频率固定为外界的基准频率，例如以分子或原子的吸收谱线为基准频率，所选择的吸收物质的吸收频率必须与激光频率一致。 饱和吸收法等，7.2兰姆凹陷的频率稳定作用，1、

6、兰姆凹陷、2、兰姆凹陷的频率稳定作用原理，1、兰姆凹陷的中心频率是发射谱线的中心频率，其邻近频率的微小变化引起输出功率的显着变化。 这种稳频激光器的基本结构如图所示。 冲压凹陷法的频率稳定作用激光器的基本构成，2 .空腔长度自动补偿系统的分块图如图所示。 冲压坑法的稳频分块图，压电陶瓷混合双打需要施加频率f (约lkHz )、宽度小(只有0.0伏)的交流信号。 该信号称为“搜索信号”，向压电陶瓷混合双打施加常流电压。 初始频率为0，频率稳定原理由于某种原因(例如假设某种原因(例如温度降低) )而l变短时，与激光频率偏移的相位正好相同，在中心频率附近的0，不管小于0还是大于0，其结果是输出功率p

7、增加，此时p为频率220 同位素对冲压坑的影响，4 .注意事项，第一，激光的激发电源为稳定作用和稳定流。 第二、氖的同位素原子光谱中心有一定的频率差。 第三，频率的稳定性与兰姆凹陷中心两侧斜率的大小有关。 第四，频率稳定作用激光器通常具有较短的腔长度，因为单横与单纵两种模式均输出。 7.3饱和吸收法的频率稳定作用、1 .饱和吸收法的频率稳定作用的装置如图所示。 2 .与激光功率曲线的冲压坑相似，吸收介质的吸收曲线也有吸收坑。 如图所示，饱和吸收法频率稳定作用的装置图像、吸收介质的吸收曲线、3 .由于吸管内压力低、冲击扩散小，在吸收谱线中心形成的坑比激光管的活塞坑宽度窄得多。 4 .激光通过激光管和吸收管时所得到的单程增益，仅通过将激光管的单程增益和吸收管的单程吸收的差，即，如图(a )所示，将