激光原理第六版周炳琨编著7章.ppt

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一、横模的选择
在稳定腔中，基模的衍射损耗最小，随着横模阶次的增高，衍射损耗将迅速增加。
谐振腔中不同的横模具有不同的衍射损耗是横模选择的物理基础。
为了提高模式的鉴别能力，应该尽量增大高阶模式和基模的衍射损耗比，同时，还应该尽量增大衍射损耗在总损耗中占有的比例；
衍射损耗的大小及模鉴别能力的值与谐振腔的腔型及菲涅耳系数有关。
模式选择
对称稳定腔的两个低次模的单程损耗比
平-凹稳定腔的两个低次模的单程损耗比
模式选择
横模的选择
小孔光阑选模-减小腔的菲涅耳数N
物理基础：对平面腔、共心腔或各种稳定腔，模式的损耗随菲涅耳数N值的增大而急剧减小。
激光器特性的控制与改善
腔内加光阑(小孔光阑选模)
这一方法实际是使光斑尺寸较小的基模无阻拦地通过小孔光阑，而光斑尺寸较大的高阶横模却受到阻拦而遭受较大的损耗。
在谐振腔内设置小孔光阑和限制工作物质横截面面积可以降低谐振腔的菲涅耳系数，增加衍射损耗，使激光器单模运行。
腔内加光阑(聚焦光阑选模)
为了扩大基模体积充分利用工作物质，通常采用聚焦光阑选模
01
谐振腔参数g、N选择法
02
横模的选择
03
模式选择
04
TEM00单模运转的条件是：
05
高级模TEM10损耗条件是：
激光器特性的控制与改善
激光器特性的控制与改善
一、横模的选择
模式选择
3. 非稳腔选模
物理基础：对于稳定腔，基模体积最小，高阶模的体积较大，当腔镜发生倾斜时，高阶横模损耗显著增大，基模受到的影响较小。
物理基础：非稳腔是高损耗腔，不同横模的损耗有很大差异。
4. 微调谐振腔（倾斜腔镜法）
一般的谐振腔中，不同的纵模具有相同的损耗，因而进行模式鉴别和选择时应可以利用不同纵模的不同增益。同时，也可以引入人为的损耗差。
在激光工作物质中，往往存在多对激光振荡能级，可以利用窄带介质膜反射镜、光栅或棱镜等组成色散腔获得特定波长的跃迁振荡。
纵模的选择
模式选择
激光器特性的控制与改善
(短腔法)
相邻两个纵模的频率差：
则当： 时可以实现单纵模谐振。
缺点：腔长太短，输出功率低。