激光打标机光束在谐振腔中的传播情况

文章出处: 文章类型:原创人气：发表时间：2018-03-03 14:39:00

激光振荡模式

今对于给定的一个光学谐振腔,并不是任意频率、任意形式的电磁振荡都可以存在于腔中1。所以,必须了解能存在于给定腔中的电磁振荡参数,确定其相应的振荡频率和场强空间分布,这就是振荡模式讨论的问题。对于不同的模式,有不同的振荡频率和光场分布。通常把光波场的空间分布分解为沿传播方向(腔轴方向)的分布E(x)和垂直于传播方向的横截面内的分布E(x,y)。相应地,把光腔模式分解为纵模和横模,分别表示光腔模式的纵向分布和横向光场分布。

激光的纵模

首先分析光束在谐振腔中的传播情况。给出的是平行平面腔,镜1为全反镜,镜2为输出镜。再分析光波到达镜2时的情形。在某一时刻到达镜2的光有a,b,c,…",a是直接到达,b是经过来回.

图1.14谐振腔光振荡示意图次到达,c是经过来回两次到达…世…这些光束在镜2上叠加,由光的干涉条件知道,只有当它们的相位差是2r的倍数时,才能产生加强干涉,从而形成激光,从镜2输出。a,b,c,…,各束光波之间相位差异,在于它们在腔内所走的路程分别差一个来回。若要求它们相位相同,则必须要求光波在腔内走一个来回时相位的改变量为2r的整数倍,干涉才能互相加强,这就是谐振条件,也是形成激光的必要条件之一。

由于相位的改变与光波的频率有关,所以,不同频率的光在腔内走一个来回后,相位改变量不一样。对于给定长度的谐振腔,只有某些特定的频率光波满足谐振条件,才可能在腔内形成激光。

例如,腔长为30cm的He-Ne激光器,在线宽△yF=1.5×10s中,不是所有的频率都满足谐振条件,仅仅是yg-+g,g,的三个分立的频率满足谐振条件,才有可能形成激光。

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