激光原理课件3.1.pdf

第三章光学谐振腔 1. 研究谐振腔的理论： 几何光学理论：着重近轴光学在腔内往返传播研究，不 考虑衍射现象，主要研究谐振腔的稳定性。 波动光学理论：从麦氏方程出发，或从惠更斯－菲涅耳 原理出发，研究腔内光场分布、谐振频率、损耗等。 2. 主要内容： 研究光学谐振腔的稳定性（用几何理论） 谐振腔的衍射积分方程，讨论共焦腔的模式特征，推 广到一般球面腔。 Information Science and Engineering Technology §3.1 光学谐振腔的稳定条件 从几何光学出发，可将光学谐振腔分为稳定腔、非稳定腔 和介稳腔。  稳定腔：腔内任一傍轴光线经多次往返不逸出腔外，低 损耗腔。  非稳腔：腔内任一傍轴光线都不能永远存在于腔内，高 损耗腔。  介稳腔：某些特定光线不逸出腔内。 3.1.1、傍轴光线的坐标描述和矩阵描述 一、 坐标描述 q r:光线离光轴的距离 q :光线与光轴的夹角 r 傍轴光线:tgq  sinq  q Information Science and Engineering Technology q0 正,负号规定： q 0 q 0  r  二、矩阵描述:   两种描述是统一的！ q    说明：光传输中，r ,θ可能发生变化，而变化后的r 、θ可 用一个ABCD传输矩阵与初始光线的矩阵相乘得到。 三、自由空间的平移矩阵 r ,q B 0 0 A   A处:r q B处:r’，q ’ r ,q 0 , 0 , L r r  Lθ 0 0  则自由空间的平移矩阵为： θ θ 0   r   A B r   r   1 L  0   0      T  T       L L   θ  C Dθ0  θ0   0 1     Information