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he-ne激光器的不同模式下的频率如何研究

发布时间:2019-07-02 23:04 来源:未知 编辑:admin

  无论何种形式的谐振腔,对在腔内传播的电磁场(光波场)都有约束作用.根据光的经典电磁理论可知,在腔内形成的振荡电磁场,必然是既满足麦克斯韦方程组又满足由谐振腔给定的边界条件的某些本征态.在一定条件下,不同的本征态对应于不同的频率和空间分布,习惯上把这些本征态称为模.因此,不同类型的谐振腔有着不同的边界条件,也就导致不同的模,通常用符号TEMmnq来代表各个不同的模.He-Ne激光器谐振腔通常用圆形凹面镜构成,腔内电磁场TEMmnq模的频率为(公式打不出来)

  式中:η为工作介质的折射率(对于气体,通常取η≈1);l为腔长;R1、R2分别为两个反射镜的曲率半径;m,n为横模阶次;q为纵模阶次.M,n,q均为从零开始的正整数.

  有时候只要我们测量光斑强度分布,或者在垂直于激光传播路径中插入一个白屏就可直接观察到各种不同的横模光斑花样.图16.1为几种横模光斑花样示意图.从该图可看出,在互相垂直的二方向上出现光强的分布.这种横向的稳定光强分布,即称为横模.

  所谓纵模,就是振荡电磁场沿纵向(即激光传播的方向)的稳定分布.不同的纵模(对q取值不同)对应不同的纵向光强分布,这种差异是不能用肉眼来分辨的,只能根据各纵模对应的不同频率来分析其结构.

  激光模式的研究对实际应用也有重要意义.例如,全息照相术对激光光源就要求单横模.原因是横模的光斑花样单纯,要是光斑花样复杂,就无法得到一个清晰的全息像.至于在高速全息技术中,更要求单横模与单纵模的光源.

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