試談模式選擇技術(shù)-資料下載頁(yè)
2025-02-08 21:40本頁(yè)面
【正文】 其余的縱模則由于附加損耗太大， Q值過(guò)低而不能形成激光振蕩。調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)具的傾斜角以改變 α， 即可使 Δνm與不同縱模頻率重合，以獲得不同頻率的單縱模激光輸出。 FP標(biāo)準(zhǔn)具選縱模的優(yōu)點(diǎn)在于標(biāo)準(zhǔn)具平行平面板間的厚度可以做得很薄，由于腔長(zhǎng)沒(méi)有縮短，輸出功率仍可很大。C/(2nL)腔諧振頻率C/(2nL)腔諧振頻率C/(2nd)腔諧振頻率單振蕩頻率 氣體激光器的熒光線寬一般比較窄，用標(biāo)準(zhǔn)具法選縱模時(shí)，只要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具就可以實(shí)現(xiàn)；但是對(duì)于固體激光器 , 由于熒光線寬很寬 , 只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具往往難以實(shí)現(xiàn)，如果標(biāo)準(zhǔn)具的自由光譜區(qū)很大，它的帶寬也就比較寬，因而就難以保證單縱模振蕩，所以不得再插入第二個(gè)自由光譜區(qū)較小的標(biāo)準(zhǔn)具才能獲得單縱模 (如圖 )。 設(shè)工作物質(zhì)為 Nd:YAG的固體激光器，其熒光線寬Δν0為 21011Hz，諧振腔長(zhǎng) L=850mm，由此可算得縱模間隔 Δνq=c/2nL=108Hz(設(shè) n=1)。為選出單縱模，要求標(biāo)準(zhǔn)具有足夠窄的帶寬，令 Δνt1=2Δνq， 即Δνt1=108Hz，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)具之表面平整度為 λ/100, 反射率 R=94%, 則 Fp=m/2=100/2=50， , 由公式(Fr是由標(biāo)準(zhǔn)具反射率決定的精細(xì)度， Fp是由標(biāo)準(zhǔn)具的平整度 m決定的精細(xì)度 )可算出 F=35，此標(biāo)準(zhǔn)F=35具的自由光譜區(qū)Δνm1=F Δνt1=35108Hz≈1010Hz，由此可求出標(biāo)準(zhǔn)具之厚度 (設(shè) n=)為d=c/(2n Δνm1)=31011/(2 1010)mm=時(shí)，應(yīng)有 Δνt2≤ 2Δνm1。 取 Δνt2 = 2Δνm1 =1010Hz，令Δνm2= Δν0，則 F2= Δνm2/ Δνt2 = Δν0 / Δνt2 ≌10， 能滿足選單縱模條件。求出第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具的表面平整度為 λ/30， R2=75%， 則標(biāo)準(zhǔn)具厚度 d2=c/(2nΔνm2)=。 如果用一個(gè)反射干涉儀系統(tǒng)取代諧振腔中的一個(gè)反射鏡，則其組合反射率是光波長(zhǎng) (頻率 )的函數(shù)。圖 所示的是兩種組合干涉復(fù)合腔的原理圖。圖 復(fù)合腔選模 圖 (a)是一個(gè)邁克耳孫干涉儀式復(fù)合腔，它由一個(gè)邁克耳孫干涉儀取代諧振腔的一個(gè)反射鏡構(gòu)成。該腔可以看成由兩個(gè)子腔組合而成，全反射鏡 M和 M1組成一子腔，腔長(zhǎng)為 L+l1，諧振頻率 υ 1i={c/[2(L+ l1)]}qi(設(shè) n=1)。另一個(gè)子腔由全反鏡 M和 M2組成，其腔長(zhǎng)為 L+l2，諧振頻率為 υ 2j={c/[2(L+ l2)]}qj 。激光器的諧振頻率必須同時(shí)滿足上面兩個(gè)條件 , 即 {c/[2(L+ l1)]}qi = {c/[2(L+ l2)]}qj , 而且第一個(gè)子腔的光束經(jīng)過(guò) N個(gè)頻率間隔后的頻率正好和第二個(gè)子腔的光束經(jīng)過(guò) N+1個(gè)頻率間隔后的頻率再次相等。由此可以得到復(fù)合腔的頻率間隔 :適當(dāng)選擇 l1及 l2，可以使復(fù)合腔的頻率間隔足夠大，即兩相鄰縱模間隔足夠大，與增益線寬相比擬時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)單縱模運(yùn)轉(zhuǎn)。 Δν=c/[2(l1l2)] () Δν=c/[2(l1l2)]圖 (b)所示的為一個(gè)?？怂?— 史密斯 (FoxSmith)干涉儀式復(fù)合腔?？梢宰C明，復(fù)合腔的兩相鄰的頻率間隔為 (自己看 )圖 復(fù)合腔選模() 有一種類似于?？怂?— 史密斯型的復(fù)合腔，如圖 9所示。這是由一個(gè)棱鏡組成的復(fù)合腔，兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，起分光作用的是一個(gè)單一的平面，因而避免了一般分光鏡兩個(gè)平面帶來(lái)的多光束干擾；第二，可將棱鏡放在恒溫槽中，保證 l l2的穩(wěn)定 在均勻加寬激光器中，可以采用環(huán)形行波腔獲得單縱模振蕩，其裝置結(jié)構(gòu)如圖 。 因?yàn)樵谝话愕闹笔街C振腔中，振蕩的光場(chǎng)是駐波場(chǎng)，在波腹處光最強(qiáng)，在波節(jié)處光最弱，形成所謂駐波效應(yīng)，因此造成腔內(nèi)光強(qiáng)分布的空間縱向不均勻性，從而導(dǎo)致粒子數(shù)反轉(zhuǎn)空間不均勻。采用環(huán)形腔結(jié)構(gòu)，并在腔中放置由起偏器、法拉第旋轉(zhuǎn)器 (相當(dāng)于 光 二極管 )和石英晶體片組成的光學(xué)隔離器，使激光束只能以行波方式單向傳播。(1)環(huán)形行波腔選縱模（電子態(tài)有一定的壽命屬于均勻加寬，多普勒則是非均勻。 )(2)利用 Q開關(guān)選單縱模（了解）圖 環(huán)形行波腔激光器示意圖 一臺(tái)激光器是否實(shí)現(xiàn)了單模 (橫模或縱模 )運(yùn)轉(zhuǎn)，以及運(yùn)轉(zhuǎn)是否穩(wěn)定，都需要用一種合適的方法觀測(cè)進(jìn)行鑒別。本節(jié)就一般常用的觀測(cè)方法予以介紹。 模式測(cè)量方法 不同橫模的光強(qiáng)在橫截面上具有不同的分布狀況。對(duì)于連續(xù)的可見光波段的中、小功率激光器，這種方法比較適用。激光的通路上放置一個(gè)屏，可看到橫模圖樣 (光斑 )；中等功率的激光采用燒蝕法觀測(cè)，用木塊、玻璃、耐火磚等觀測(cè)激光燒蝕出的圖形，以鑒別其橫模圖樣。一 .直接觀測(cè)法對(duì)于 ，可采用上轉(zhuǎn)換材料 (波長(zhǎng)由長(zhǎng)變短 )做成的薄片，將近紅外光轉(zhuǎn)換成可見光。對(duì)于中、小功率的紅外激光器，還可以用 變像管或 CCD攝像機(jī)觀測(cè)橫模。變像管的結(jié)構(gòu)如圖 ，它由光電陰極、控制柵極、陽(yáng)極及熒光屏組成。直接觀測(cè)法簡(jiǎn)單直觀，但鑒別能力不高，是一種粗略的觀測(cè)方法。圖 變像管結(jié)構(gòu)示意圖偏轉(zhuǎn)板激光光陰極控制柵極演講完畢，謝謝觀
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1