一般稳定球面腔的模式特征-Read.PPT

等相位面变化与等价共焦腔 高阶横模的远场发散角 基模高斯光束的特征参数 基模高斯光束的特征参数 基模高斯光束的特征参数变换规律 基模高斯光束的特征参数变换规律 高斯光束的特征参数变换规律 2、薄透镜变换 高斯光束的特征参数变化规律 可以产出q参数经过薄透镜变换时，光束宽度项不变，只是等相位面项发生变化，所以： 高斯光束的特征参数变化规律 高斯光束的特征参数变化规律 高斯光束的特征参数变化规律 变换公式的应用 变换公式的应用 变换公式的应用 变换公式的应用 光束宽度项： 变换公式的应用 变换公式的应用 变换公式的应用 变换公式的应用 高斯光束的准直与聚焦 作业1 1.今有一个球面腔 R1=120mm, R2=200mm ,l=80mm,激光输出镜为R2 a.证明该腔为稳定腔，求出它的等效共焦参数，并画出示意图。 b.沿激光传输方向，距离输出镜R2 100mm 的位置放置一个薄凸透镜，透镜焦距为f＝100mm，试计算由谐振腔输出的光束经透镜f变换后的束腰距离透镜f的距离，并画出示意图。(利用q参数的ABCD定律计算) ? 作业2 一个光学谐振腔由两个平面反射镜M1和M2以及一个凸透镜组成, 两个平面反射镜的间隔为L，凸透镜位于光学谐振腔中间（如图），试用ABCD矩阵和q参数方法证明该光学谐振腔的稳定性条件. 作业3 2.半导体激光泵浦固体激光器中常采用端面泵浦的形式。设固体激光器的腔型为平-凹腔，凹面镜的曲率半径为R=100mm，试求： a.当该谐振腔为稳定腔时腔长L应满足的条件 b.近似画出腔内束腰半径随L变化的曲线 同几何光学类似 M1 M2 F L/2 L/2 L * * 高斯光束的传输与变换 式中 方形球面镜共焦腔的行波场 方形球面镜共焦腔的行波场 光束宽度变换 基模高斯光束远场发散角 z x ,y 0 w 2 = w 0s 0 w 0 q f L= 2 远场发散角 远场发散角 任意一个共焦腔与无穷多个稳定球面腔等价。 任意一个稳定球面腔唯一地等价于某一个共焦腔。 等价共焦腔 c R 2 1 R I I I 0 2 1 z z c 等价共焦腔 f 实际稳定腔 L 等价共焦腔 等价共焦腔 一般稳定球面腔（R1,R2,L)行波场的基模光斑尺寸为 等价共焦腔 镜Ⅰ和镜Ⅱ上的基模光斑尺寸为： 等价共焦腔 谐振频率 得方形镜稳定腔模的谐振频率为 远场发散角 1、自由空间传输 z ？？ 1、自由空间传输 可得薄透镜对傍轴光线的变换矩阵为 A2（x,y) B1 B2 f(f,0) A1 由透镜引入的位相变化为： 透镜入射面 透镜出射面 所以出射面的等相位面分布为： 高斯光束的特征参数变化规律 可得薄透镜对傍轴光线的变换矩阵为 变换公式的应用 A B C D 变换前束腰 变换后束腰 A(束腰） A-B（自由空间传输） B-C （透镜变换） C-D （自由空间传输） D（束腰） 在D点R为无穷大所以：