【正文】 ????????????????????????????????，短焦距的凸透鏡和焦距較長的凸透鏡可以達到準直的目的。 sssf 39。 通過以上的討論我們看到，不論是聚焦點的位置，還是求會聚光斑的大小，都可以在一定的條件下把高斯光束按照幾何光學的規(guī)律來處理 高斯光束的聚焦 入射高斯光束的腰到透鏡的距離 s等于透鏡焦距 f的情形 (1) fssRRsffRfRRffRssRfs?????????????????????????????????????????????????????220022220220220)(1)(1])(1[111])(1[])(1[???????????????????同理有： 002222022022002200)(1])(1[)(1)(1 ??????????????????????fRffRfsfs?????????????????????????????????????(3)根據(jù)高斯光束的漸變性可以設想，只要 和 相差不大，高斯光束的聚焦特性會與幾何光學的規(guī)律迥然不同。 ? 后一種方法又有兩種途徑：一種是通過加大 s來加大 ?；另一種辦法就是加大入射光的發(fā)散角從而加大 ? ， 加大入射光的發(fā)散角又可以有兩種做法 ，如圖 用凹透鏡增大 ω后獲得微小的 ω’0 用兩個凸透鏡聚焦 2200)(1)( ????? zz ?? 022 ???? ? 高斯光束的聚焦 sssffssfssfssfsf39。如圖所示，這與幾何光學中的平行光通過透鏡聚焦在焦點上的情況類似。(139。 0? s0??s? 高斯光束的聚焦 短焦距：即 fR ???????????????????????????? ?1 ])(1[)39。),(39。如下圖所示，有以下關系： fRR 111 ????? ?? ① ② 高斯光束通過薄透鏡的變換 實際問題中，通常 和 是已知的，此時 ，則入射光束在鏡面處的波陣面半徑和有效截面半徑分別為 ： 0? ssz ?0])(1[ 220ssR ????? 2200 )(1 ????? s??4. 由① 和②式可求得出射光束在鏡面處的波陣面半徑 和有效截面半徑 。 2. 從光波的角度看，規(guī)定發(fā)散球面波的曲率半 徑為正，會聚成像公球面波的曲率半徑為負，則如 右圖所示，上式可改寫為： 球面波通過薄透鏡的變換 fRR 111 ???從波動光學的角度講，薄透鏡的作用是改變光波波陣面的曲率半徑。 圖 412 飽和吸收法穩(wěn)頻的裝置示意圖 圖 413 吸收介質(zhì)的吸收曲線 ，在吸收介質(zhì)的吸收曲線上也有一個吸收凹陷，如圖 413所示 ，碰撞增寬很小，所以吸收線中心形成的凹陷比激光管中蘭姆凹陷的寬度要窄得多。 ?第三、頻率的穩(wěn)定性與蘭姆凹陷中心兩側的斜率大小有關。 ?假如由于某種原因 (例如溫度升高 )使 L伸長，引起激光頻率由 偏至 ， 與 的位相正好相反 ?假如由于某種原因 (例如溫度降低 )使 L縮短，引起激光頻率由 偏至 ， 與 的位相正好相同 ?在中心頻率附近 ?0 ，不論是 ?小于 ?0還是大于 ?0 ，其結果都是使輸出功率 P增加，而且此時 ?P將以頻率 2f變化 4. 注意事項 ?第一、激光器的激勵電源是穩(wěn)壓和穩(wěn)流的。如飽和吸收法 . 蘭姆凹陷法穩(wěn)頻 1. 蘭姆凹陷的中心頻率即為譜線的中心頻率 ，在其附近頻率的微小變化將會引 ? 起輸出功率的顯著變化。 穩(wěn)頻方法概述 ? 1. 被動式穩(wěn)頻 ? 利用熱膨脹系數(shù)低的材料制做諧振腔的間隔器；或用膨脹系數(shù)為負值的材料和膨脹系數(shù)為正值的材料按一定長度配合 ? ? 把單頻激光器的頻率與某個穩(wěn)定的參考頻率相比較，當振蕩頻率偏離參考頻率時，鑒別器就產(chǎn)生一個正比于偏離量的誤差信號。 圖 (414) 反轉蘭姆凹陷 激光器的穩(wěn)頻 ? 對共焦腔的 TEM00模來說，諧振頻率的公式可以簡化為： Lcqν?2??當 L的變化為 ?L， ?的變化為 ??時，引起的頻率相對變化為： )( ???????? LLνν1. 腔長變化的影響： (1) 溫度變化：一般選用熱膨脹系數(shù)小的材料做為諧振腔的的支架 (2) 機械振動：采取減震措施 2. 折射率變化的影響： (1)內(nèi)腔激光器 : 溫度 T、氣壓 P、濕度 h的變化很小，可以忽略 (2)外腔和半內(nèi)腔激光器 : 腔的一部分處于大氣之中，溫度 T、氣壓 P、濕度 h的 變化較放電管內(nèi)顯著。 ?如圖 414(b)，頻率在整個線寬范圍內(nèi)調(diào)諧均能振蕩。③輸出光斑大小適當，不至損傷光學器件。 圖 46 聚焦光闌法 圖 47 腔內(nèi)望遠鏡法 綜合來看，這種腔有三方面有點：①能充分利用激光工作物質(zhì)，獲得較大功率的基模輸出。 (1)聚焦光闌法 ：如圖 46所示，在腔內(nèi)插入一組透鏡組，使光束在腔內(nèi)傳播時盡量經(jīng)歷較大的空間，以提高輸出功率。 2. 衍射損耗曲線 (1) 圖 45給出了圓截面共焦腔和圓截面平行平面腔的 衍射損耗 — 菲涅爾數(shù)曲線。 212210???????? aIdIa??? ? ????????????? 2122e xp???? aD(4)分析衍射損耗時為了方便，經(jīng)常引入一個所謂 “ 菲涅爾數(shù) ” 的參量，它定義為 ? ?NLLaND ?????? 2e x p12??????????? 菲涅耳數(shù)越大，單程衍射損耗越小。 (2)如圖 44所示的球面共焦腔，鏡面上的基橫模高斯光束光強分布可以表示為 圖 44 腔的衍射損耗 (3)單程衍射損耗為射到鏡面外而損耗掉的光功率 ??與射向鏡面的總光功率 ?之比 )2e xp (22)(39。 環(huán)形行波腔選縱模、利用 Q開關選單縱模等（電子態(tài)有一定的壽命屬于均勻加寬，多普勒則是非均勻。 因為在一般的直式諧振腔中，振蕩的光場是駐波場，在波腹處光最強，在波節(jié)處光最弱，形成所謂駐波效應，因此造成腔內(nèi)光強分布的空間縱向不均勻性，從而導致粒子數(shù)反轉空間不均勻。 Δν=c/[2(l1l2)] i1??j2??Δν=c/[2(l1l2)] 圖所示的為一個?？怂?— 史密斯 (FoxSmith)干涉儀式復合腔。 激光器的諧振頻率必須同時滿足上面兩個條件 , 即 {c/[2(L+ l1)]}qi = {c/[2(L+ l2)]}qj , 而且第一個子腔的光束經(jīng)過 N個頻率間隔后的頻率正好和第二個子腔的光束經(jīng)過 N+1個頻率間隔后的頻率再次相等 。 該腔可以看成由兩個子腔組合而成 ，全 反射 鏡 M 和 M1 組 成一 子腔 ， 腔長 為 L+l1 ， 諧振頻 率 υ 1i={c/[2(L+ l1)]}qi(設 n=1)。 圖所示的是兩種組合干涉復合腔的原理圖 。 法－珀標準具選縱模的優(yōu)點在于標準具平行平面板的厚度 d可以調(diào)整到