谐振腔理论课件.pdf

第二章 开放式光腔与高斯光束 � 光腔理论 �光腔的分类、光腔的损耗 �几何光学矩阵分析法、共轴球面腔的稳定性条件 � 模式理论 �模式的衍射理论分析法 �共焦腔模式、稳定球面腔模式 � 高斯光束 �高斯光束表达式与特征 �高斯光束的传输与变换规律 �高斯光束的聚焦和准直 �高斯光束的自再现变换、腔与模的对应关系 �非稳腔 光学谐振腔的分类 光学谐振腔采用两块公共轴线的球面镜构成，根据谐振腔侧面 是否有光学边界分： 闭腔（半导体、 开腔（气体激 气体波导腔（气 固体激光器） 光器） 体波导激光器） 波导管 固体激光棒 腔反射镜 腔反射镜 腔反射镜 按稳定性分：稳定腔、临界腔、非稳腔 按腔反射镜类型分：平行平面镜腔（平平腔）、双凹球面 镜腔（双凹腔）、平面凹面镜腔（平凹腔）、含凸面镜的特 殊腔（双凸腔、平凸腔、凹凸腔等） 腔与模 光波模式与光子态 电磁场的本征态：在给定边界条件的有限空间内，电磁场的空间 分布不是随意的，而是由麦克斯韦方程组及空间的边界条件决定 的。场的本征态就是麦克斯韦方程组在给定边界条件下的稳态解 解，每一个稳态解对应于一个本征态。一旦给出边界条件，场的 本征态就确定下来。场的每一个本征态将具有特定的频率和特定 的空间分布（振幅和相位分布） 。 光波模式与光学谐振腔：光学谐振腔内可能存在的电磁场的本征 态称为模式。一旦给出光学谐振腔的具体几何结构（腔长、腔镜 E(x,y,z) E(x,y,z) 曲率半径、腔镜形状及尺寸），麦克斯韦方程组的解EE((xx,,yy,,zz))可 / / 求出，场的本征态//模式就确定下来。这就是腔与模的对应关系。