光学谐振腔理论-第8节-高斯光束的传输

1、激光原理与技术,党学明仪器科学与光电工程学院合肥工业大学,第二章 光学谐振腔理论,概述,主要内容：,主要内容：,概述,光学谐振腔是常用激光器的三个主要组成部分之一。与微波腔相比,光频腔的主要特点是侧面敞开以抑制振荡模式,轴向尺寸远大于光波长。

2、光学谐振腔的损耗,光腔的损耗及其描述,光腔的损耗是指光在腔内传播时,由于各种物理因素造成的光强的衰减,非激活吸收,散射损耗,内部损耗,工作物质对光有吸收引起的损耗,固体内有杂质造成散射引起的能量损耗,损耗的种类,镜面损耗,几何损耗,光线在腔。

3、微纳光子学,姜校顺现代工程与应用科学学院2014,10,11,鬃半哈猾咆贮富去厅吁花憎氰饺鉴吃危缸哑缓反隋芹枉羞龙臆乎栓柑蜀馅张利剑,高等光学,一,光学谐振腔基础与微腔应用2张利剑,高等光学,一,光学谐振腔基础与微腔应用2,Opticalc。

4、2.1 光学谐振腔本征模式的概念2.1.1 本征模式与自再现变换,第2章谐振腔理论,本征模式是所研究谐振腔中能够存在的不随时间改变的具有特定的场振幅分布的电磁场。不同的谐振腔有不同的本征模式。相位条件：驻波条件往返一周其相位的增加为2的整数。

5、2,4谐振腔的衍射积分理论,惠,菲原理,光波波面上每一点可看作次球面子波的波源,下一时刻新的波前形状由次级子波的包络面所决定,空间光场是各子波干涉叠加的结果,复习,一,菲基衍射积分,图3,1惠更斯,菲涅耳原理,设波阵面上任一源点的光场复振幅。

6、光学谐振腔的损耗,真肃烽乓究科撵猫太态挟亡耕挂背菩拆朗昌凑洼故岭馁蛆东链诅诅露拧茂光学谐振腔损耗光学谐振腔损耗,光腔的损耗及其描述,光腔的损耗是指光在腔内传播时,由于各种物理因素造成的光强的衰减,秩茅蛔汇祸胳脖柱惜族诺蛇责椭涪怪紧锣辩胆跪珐。

7、第二章光学谐振腔理论,2,1激光振荡条件了解光波模式的基本概念,掌握激光振荡的增益条件和光学正反馈条件,2,2开放光学球面谐振腔的稳定性掌握稳定性判别原理和方法,2,3光学谐振腔的损耗掌握光学谐振腔几种损耗术语与概念,2,4开放谐振腔模式衍。

8、第3章光学谐振腔与激光模式,2,2023320,第三章光学谐振腔与激光模式,分类,按照腔镜的形状和结构,球面腔和非球面腔,腔内是否插入透镜之类的光学元件,或者是否考虑腔镜以外的反射表面,简单腔和复合腔,根据腔中辐射场的特点,驻波腔和行波腔。

9、第三章光学谐振腔,第三章光学谐振腔,光学谐振腔是激光器的重要组成部分,它的主要功能有两个,提供光学正反馈,对产生的激光模式进行控制,研究光学谐振腔的主要理论包括,几何光学理论,波动光学理论,菲涅尔,基尔霍夫衍射积分,3,1光学谐振腔的稳定性。

10、第二章光学谐振腔与高斯光束,讨论光腔模式问题开放式光腔可以分为稳定腔和非稳腔稳定腔模式理论是以共焦腔模的解析理论为基础的,推广到一般稳定球面腔采用稳定腔的激光器所发出的激光,将以高斯光束的形式在空间传播,研究高斯光束在空间的传播规律以及光学。

11、主讲教师,陈建新,朱莉莉,陈荣福建师范大学物理与光电信息科技学院,激光原理与技术,问题一般激光器必须具备哪三个基本部分,第二章光学谐振腔,光的自激振荡,光在增益介质内传播放大,总存在各种各样的光损耗,当增益和损耗达到平衡时光强不再增加并达到。

12、第二章光学谐振腔与高斯光束,讨论光腔模式问题开放式光腔可以分为稳定腔和非稳腔稳定腔模式理论是以共焦腔模的解析理论为基础的,推广到一般稳定球面腔采用稳定腔的激光器所发出的激光,将以高斯光束的形式在空间传播,研究高斯光束在空间的传播规律以及光学。

13、上篇 激光原理,激 光 原 理 与 技 术,3.4 稳定球面腔的光束传播特性,3.3 高斯光束的传播特性,3.1 光学谐振腔的衍射理论,2,3.5 激光器的输出功率,第三章 激光的输出特性,3.6 激光器的线宽极限,3.2 对称共焦腔内外的。

14、第二章,光学谐振腔,2,1闭合腔中的振荡模,1,敞开腔,比如太空中,电磁波以任意波长传播单色性差2,良导体,如金属,闭合空腔,电磁波碰到腔壁时受到反射,和入射的波相互干涉而形成为驻波,稳定驻波的腔壁是波节,3,闭合谐振腔中的每一个稳定的驻波。

15、2009,湖北工大理学院,1,第二章光学谐振腔,光学谐振腔的构成和作用光学谐振腔的模式光学谐振腔的损耗,Q值及线宽光学谐振腔的几何光学分析光学谐振腔的衍射理论分析平行平面腔的Fo,Li数值迭代法稳定球面镜共焦腔一般稳定球面镜腔及等价共焦腔非。

16、高斯光束的传输与变换,式中,方形球面镜共焦腔的行波场,方形球面镜共焦腔的行波场,光束宽度变换,远场发散角,远场发散角,等相位面变化与等价共焦腔,任意一个共焦腔与无穷多个稳定球面腔等价,任意一个稳定球面腔唯一地等价于某一个共焦腔,等价共焦腔。

17、2009,湖北工大理学院,1,第二章光学谐振腔,光学谐振腔的构成和作用光学谐振腔的模式光学谐振腔的损耗,Q值及线宽光学谐振腔的几何光学分析光学谐振腔的衍射理论分析平行平面腔的Fo,Li数值迭代法稳定球面镜共焦腔一般稳定球面镜腔及等价共焦腔非。

18、激光原理与技术,党学明仪器科学与光电工程学院合肥工业大学,第二章光学谐振腔理论,概述,主要内容,主要内容,概述,光学谐振腔是常用激光器的三个主要组成部分之一,与微波腔相比,光频腔的主要特点是侧面敞开以抑制振荡模式,轴向尺寸远大于光波长和腔的。

19、第二章光学谐振腔2课件,第二章光学谐振腔2课件,第二章光学谐振腔2课件,第二章光学谐振腔2课件,第二章光学谐振腔2课件,第二章光学谐振腔2课件,第二章光学谐振腔2课件,第二章光学谐振腔2课件,第二章光学谐振腔2课件,第二章光学谐振腔2课件。

20、2,8高斯光束,一,高斯光束的基本性质,1,基模高斯光束,沿z轴方向传播的基模高斯光束为,其中,高斯光束的瑞利长度,瑞利长度,它表示从束腰到光斑半径增加到腰斑半径的倍处的位置,在范围内,高斯光束可近似为平行,所以应用中常把叫做高斯光束的准直。