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横模的选择理论第21页,共46页，星期六，2024年，5月横模的选择方法1.谐振腔参数g和Ｎ的选择法2.小孔光阑法选模3.腔内插入透镜选横模4、非稳腔的选模第22页,共46页，星期六，2024年，5月谐振腔参数g和Ｎ的选择法第23页,共46页，星期六，2024年，5月小孔光阑法选模在谐振腔中加一小孔光栏原理方法第24页,共46页，星期六，2024年，5月腔内插入透镜选横模聚焦光栏法：透镜+小孔光栏原理第25页,共46页，星期六，2024年，5月腔内插入透镜选横模改进：正+负透镜=望远镜第26页,共46页，星期六，2024年，5月非稳腔的选模什么是非稳腔？特点第27页,共46页，星期六，2024年，5月5.3纵模选择技术一纵模选择原理二纵模选择方法第28页,共46页，星期六，2024年，5月一纵模选择原理（1）实现单纵模选择的过程：减少荧光谱线选出基模纵模选择振荡的纵模数：（2）纵模选择的基本思想第29页,共46页，星期六，2024年，5月二纵模选择方法特点：只能选出具有一定宽度的谱线，不能选出单一的频率。1色散腔粗选频率方法:利用腔镜反射膜的光谱特性或在腔内插入棱镜或光栅等色散元件，不同波长的光束在空间分离，然后设法仅使较窄波长区域内的光束在腔内形成振荡。第30页,共46页，星期六，2024年，5月图5.3-1所示是腔内插入色散棱镜的粗选装置图。AccTBCDO图5.3-1色散棱镜粗选原理示意图α1=α2=αφ设腔内之光束所允许的发散角为θ，则由于色散棱镜的分光作用，腔内激光波长所能允许的最小波长分离范围为第31页,共46页，星期六，2024年，5月另一种色散腔是用一个反射光栅代替谐振腔的一个反射镜，如下图所示：设腔内之光束所允许的发散角为θ，则光栅色散所能允许的最小分离波长范围是：2tanθ0θ第32页,共46页，星期六，2024年，5月2F-P标准具法（1）F-P标准具的原理F-P对不同波长的光束具有不同的透过率：第33页,共46页，星期六，2024年，5月?相邻两透过率极大值的间隔（自由光谱区）为：除最大透过率外，其他频率处的透过率与R有关—透过率曲线特点：R越大，峰越细锐透射峰频率间隔相等第34页,共46页，星期六，2024年，5月（2）选模法线C/(2nL)腔谐振频率C/(2nL)腔谐振频率C/(2nd)腔谐振频率单振荡频率上图所示为F-P标准具法选纵模优点：在于标准具平行平面板间的厚度可以做得很薄，由于腔长没有缩短，输出功率仍可很大。第35页,共46页，星期六，2024年，5月固体激光器增益线宽较宽，L大使纵模间隔小，精细度受工艺限制，需用双标准器选模。气体激光器增益线宽较窄，一个标准具即可；第36页,共46页，星期六，2024年，5月3复合腔法原理：用一个反射干涉仪系统取代谐振腔中的一个反射镜，则其组合反射率是光波长(频率)的函数。特点：组合反射率R随频率做周期性变化，在某些特定频率处R具有极大值。极大值之间的频率间隔是可以通过调整复合腔长来改变的。第37页,共46页，星期六，2024年，5月（1）迈克耳孙干涉仪式复合腔复合腔的频率间隔为：适当选择l1及l2，可以使复合腔的频率间隔足够大，即两相邻纵模间隔足够大，与增益线宽相比拟时，即可实现单纵模运转。第38页,共46页，星期六，2024年，5月（2）福克斯-史密斯(Fox-Smith)干涉仪复合腔