激光原理与技术教学课件-第21讲 非稳定腔-几何光学分析方法.pdfVIP

激光原理与技术 ·原理部分 第21讲 非稳定腔 21.1 非稳定腔的一般特点与种类 1、为啥要用非稳腔？？？ 人类社会发展，以应用需求决定创新的动力 （1）乔布斯思想 需求决定创新高功率激光器设计中的主要问题 – 如何获得较大的模体积和较好的横模鉴别能力？ – 如何得到较高的光束质量？ （2）问题提出稳定腔的固有缺陷： – 模体积较小：稳定腔的基模处在激活介质的轴线附近，其模体积仅占整 个激活介质的很小一部分，大部分激活能量得不到有效利用； – 当N较大时，低阶横模的衍射损耗都很小，不同的横模之间的相差很小， 很难分辨，导致了多横模振荡，从而降低了光束质量。 （3）解决办法创新出路--非稳定腔的特点 – 大的可控模体积； – 可控的衍射耦合输出； – 容易鉴别和控制横模； – 易于得到单端输出和准直的平行光束； 21.1 非稳定腔的一般特点与种类 • 2 、非稳腔的分类 （1）非稳腔指的是满足条件g g 1或g g 0的光腔， “非稳”指的是按照几何 1 2 1 2 光学观点的损耗较大，而不是不能形成稳定的激光输出。 （2）稳定非稳：4种判据：(A+D)/2;g参数；半径法；直径圆。 （3）腔镜的三三组合最多6个：平-平，平-凹，平-凸。 凹-平，凹-凹，凹-凸。 凸--平，凸-凹，凸-凸。 （4）非稳分类：平-凹，平-凸，凹-凹，凹-凸，凸-凸。 组合结论：只有平平，临界。无法非稳腔。 • 双凸腔总是非稳！！！ 1 R – R 0,R 0; R 2 1 2 – g =1-2/R 1,g =1-2/R 1 1 1 2 2 – g g 1，所有双凸腔都是非稳腔。 1 2 • 平凸腔--总是非稳！！ – R →∞，R 0; 1 2 R – g =1,g 1 2 1 2 – g g 1，所有平凸腔都是非稳腔。 1 2 21.1 非稳定腔的一般特点与种类 • 平凹腔有条件非稳 2 – R →∞，g =1; R 1 1 – R 0，要满足g g 0，即 2 1 2 R L时，平凹腔才是非稳腔； 2 • 双凹腔--有条件非稳这是本人每天工作 – 双凹腔构成的非稳腔中有一种特殊的腔，两个反射镜 实焦点在腔内重合，满足条件： M1 R1  R 2 L 构成望远 M2   2 2 镜系统， F 