光學(xué)諧振腔ppt課件PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1光學(xué)諧振腔光學(xué)諧振腔ppt課件課件設(shè)計一種裝置，實現(xiàn)在某方向上受激輻射不斷得設(shè)計一種裝置，實現(xiàn)在某方向上受激輻射不斷得到放大和加強(qiáng)，受激輻射產(chǎn)生振蕩，使得在該特到放大和加強(qiáng)，受激輻射產(chǎn)生振蕩，使得在該特定方向上受激輻射過程定方向上受激輻射過程自發(fā)輻射過程，而在其自發(fā)輻射過程，而在其他方向傳播的光容易逸出腔外。他方向傳播的光容易逸出腔外。光學(xué)諧振腔光學(xué)諧振腔部分反射鏡工作物質(zhì)全反射鏡原理圖原理圖光學(xué)諧振腔是激光器的重要組成部分，它的主要功能有正反饋、諧振、容納工作物質(zhì)和輸出激光的作用。光學(xué)諧振腔是激光器的重要組成部分，它的主要功能有正反饋、諧振、容納工作物質(zhì)和輸出激光的作用。研究光學(xué)諧振

2、腔的主要理論包括：研究光學(xué)諧振腔的主要理論包括：幾何光學(xué)理論；幾何光學(xué)理論；波動光學(xué)理論；波動光學(xué)理論；菲涅爾菲涅爾-基爾霍夫衍射積分基爾霍夫衍射積分放大元件放大元件第1頁/共11頁第2頁/共11頁n按能否忽略側(cè)面邊界，將諧振腔分為開放式光學(xué)諧振腔、按能否忽略側(cè)面邊界，將諧振腔分為開放式光學(xué)諧振腔、封閉腔以及氣體波導(dǎo)腔。根據(jù)腔內(nèi)近軸光線的幾何逸出封閉腔以及氣體波導(dǎo)腔。根據(jù)腔內(nèi)近軸光線的幾何逸出損耗的高低，開腔又可分為穩(wěn)定腔和非穩(wěn)定腔。損耗的高低，開腔又可分為穩(wěn)定腔和非穩(wěn)定腔。n按腔鏡的形狀和結(jié)構(gòu)，諧振腔可分為球面腔和非球面腔。按腔鏡的形狀和結(jié)構(gòu)，諧振腔可分為球面腔和非球面腔。n按腔內(nèi)是否插入透

3、鏡之類的光學(xué)元件，或者是考慮腔鏡按腔內(nèi)是否插入透鏡之類的光學(xué)元件，或者是考慮腔鏡以外的反射表面，諧振腔可分為簡單腔和復(fù)合腔。以外的反射表面，諧振腔可分為簡單腔和復(fù)合腔。n按腔中輻射場的特點，可分為駐波腔和行波腔。按腔中輻射場的特點，可分為駐波腔和行波腔。n按反饋機(jī)理不同，可分為端面反饋腔和分布反饋腔。按反饋機(jī)理不同，可分為端面反饋腔和分布反饋腔。n按構(gòu)成諧振腔反射鏡的個數(shù)，可分為兩鏡腔和多鏡腔。按構(gòu)成諧振腔反射鏡的個數(shù)，可分為兩鏡腔和多鏡腔。根據(jù)結(jié)構(gòu)、性能和機(jī)理等方面的不同，諧振腔有不同的分類方式根據(jù)結(jié)構(gòu)、性能和機(jī)理等方面的不同，諧振腔有不同的分類方式僅討論最簡單和最常用的由兩個球面鏡構(gòu)成的開

4、放式光學(xué)諧振腔僅討論最簡單和最常用的由兩個球面鏡構(gòu)成的開放式光學(xué)諧振腔。第3頁/共11頁n不穩(wěn)定諧振腔：由兩不穩(wěn)定諧振腔：由兩塊凸球面鏡組成的諧塊凸球面鏡組成的諧振腔中，一條平行于振腔中，一條平行于軸線的光線經(jīng)過凸球軸線的光線經(jīng)過凸球面鏡的反射后就不再面鏡的反射后就不再與腔軸平行，經(jīng)過幾與腔軸平行，經(jīng)過幾次反射后就會逸出腔次反射后就會逸出腔外。外。第4頁/共11頁12RR穩(wěn)定諧振穩(wěn)定諧振腔腔第5頁/共11頁MMMCFFMF FABCD第6頁/共11頁圖一此外，還有平凹腔、平凸腔、凹凸腔等此外，還有平凹腔、平凸腔、凹凸腔等半共焦腔，半共焦腔的性質(zhì)與共焦腔的類似，衍射損耗低，易于裝置，而且由于采用

5、了一塊平面鏡，成本更低。大多數(shù)氦氖激光器都采用這種諧振腔半共焦腔，半共焦腔的性質(zhì)與共焦腔的類似，衍射損耗低，易于裝置，而且由于采用了一塊平面鏡，成本更低。大多數(shù)氦氖激光器都采用這種諧振腔MMABDEA-B-D-B-A-E-AA-B-C-D-E-G-AC FC FABCFDEGF第7頁/共11頁1g2g平行平面腔)21( RR共焦腔221LRR共心腔221LRR穩(wěn)定諧振腔的條件穩(wěn)定諧振腔的條件圖中（圖中（0g1g21）區(qū)域）區(qū)域是滿足穩(wěn)定性條件的區(qū)是滿足穩(wěn)定性條件的區(qū)域域111021RLRL第8頁/共11頁n有了穩(wěn)定的光學(xué)諧振腔，有了能實現(xiàn)粒子束反轉(zhuǎn)的工作物質(zhì)，還不一定能一有了穩(wěn)定的光學(xué)諧振腔，

6、有了能實現(xiàn)粒子束反轉(zhuǎn)的工作物質(zhì)，還不一定能一起受激輻射的光振蕩而產(chǎn)生激光。因為工作物質(zhì)在光學(xué)諧振腔內(nèi)雖然能夠引起受激輻射的光振蕩而產(chǎn)生激光。因為工作物質(zhì)在光學(xué)諧振腔內(nèi)雖然能夠引起光放大，但是在光學(xué)諧振腔內(nèi)還存在許多損耗因素起光放大，但是在光學(xué)諧振腔內(nèi)還存在許多損耗因素n反射鏡的吸收、透射和衍射工作物質(zhì)不均與造成的折射或散射反射鏡的吸收、透射和衍射工作物質(zhì)不均與造成的折射或散射n這些損耗中，只有通過部分反射鏡而透射出的才是我們需要的，其他一切損這些損耗中，只有通過部分反射鏡而透射出的才是我們需要的，其他一切損耗都應(yīng)盡量避免耗都應(yīng)盡量避免n如果由于損耗，使得工作物質(zhì)的放大作用抵償不了損耗，就不可能在諧振腔如果由于損耗，使得工作物質(zhì)的放大作用抵償不了損耗，就不可能在諧振腔內(nèi)形成雪崩式的光放大過程，就不能得到激光輸出。因此要產(chǎn)生激光振蕩，內(nèi)形成雪崩式的光放大過程，就不能得到激光輸出。因此要產(chǎn)生激光振蕩，對于光放大必須滿足一定的條件對于光放大必須滿足一定的條件-閾值條件閾值條件第9頁/共11頁lvevIlvI)()(0),()(0vI用用M1、M2表示兩塊反射鏡，其間距為表示兩塊反射鏡，其間距為L，透射率，透射率和折射率分別為和折射率分別為T1、R2和和T2、R2。假設(shè)所有損耗。假設(shè)所有損耗都包含在折射率都包含在折射率T1、T2中。中。