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1、會(huì)計(jì)學(xué)1概述光腔理論的一般問(wèn)題概述光腔理論的一般問(wèn)題第一頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。第1頁(yè)/共34頁(yè)第二頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。第2頁(yè)/共34頁(yè)第三頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。第3頁(yè)/共34頁(yè)第四頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。第4頁(yè)/共34頁(yè)第五頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。n光纖激光器的光諧振腔也屬介質(zhì)波導(dǎo)腔。第5頁(yè)/共34頁(yè)第六頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。穩(wěn)腔之間,只有少數(shù)特定光線能在腔內(nèi)往返傳播第6頁(yè)/共34頁(yè)第七頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。第7頁(yè)/共34頁(yè)第八頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。本章僅討論由兩個(gè)球面鏡構(gòu)成的開(kāi)放式光學(xué)諧振腔諧振腔可

2、以按不同的方法分類:諧振腔可以按不同的方法分類:第8頁(yè)/共34頁(yè)第九頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。第9頁(yè)/共34頁(yè)第十頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。振蕩模的特征也就隨之確定下來(lái)-腔與模的一般聯(lián)系。第10頁(yè)/共34頁(yè)第十一頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。n就可以唯一地確定模的基本特征。就可以唯一地確定模的基本特征。第11頁(yè)/共34頁(yè)第十二頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。(駐波型諧振腔)。橫模與縱模體現(xiàn)了電磁場(chǎng)模式的兩個(gè)方面,一個(gè)模式同時(shí)屬于一個(gè)橫模和一個(gè)縱模。第12頁(yè)/共34頁(yè)第十三頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。第13頁(yè)/共34頁(yè)第十四頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。222qL

3、q2qLq Lcqq2Lcq2結(jié)論:L一定的諧振腔只對(duì)一定頻率的光波才能提供正反饋,使之諧振; F-P腔的諧振頻率是分立的。第14頁(yè)/共34頁(yè)第十五頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。的q相應(yīng)于不同的縱模,或相應(yīng)于駐波場(chǎng)波腹的個(gè)數(shù)。n縱模間隔與q無(wú)關(guān),腔的縱模在頻率尺度上是等間隔排列的。第15頁(yè)/共34頁(yè)第十六頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。第16頁(yè)/共34頁(yè)第十七頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。per pass, photon lifetimes, and quality factor Q to describe losses in resonators.第17頁(yè)/共34頁(yè)第十八頁(yè),編輯于

4、星期二:七點(diǎn) 二十八分。第18頁(yè)/共34頁(yè)第十九頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。1、幾何偏折損耗、幾何偏折損耗第19頁(yè)/共34頁(yè)第二十頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。greater the loss)LaN22、衍射損耗、衍射損耗第20頁(yè)/共34頁(yè)第二十一頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。3、腔鏡反射不完全引起的損耗、腔鏡反射不完全引起的損耗第21頁(yè)/共34頁(yè)第二十二頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。is especially serious in solid-state laser media.)4、固有損耗:、固有損耗:第22頁(yè)/共34頁(yè)第二十三頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。第23

5、頁(yè)/共34頁(yè)第二十四頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。10ln21II)2exp(01 II=?第24頁(yè)/共34頁(yè)第二十五頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。另一種定義:0102III 單程渡越時(shí)光強(qiáng)的平均衰減百分?jǐn)?shù)當(dāng)損耗很小時(shí)201000021 (1 2 )2IIII eII 第25頁(yè)/共34頁(yè)第二十六頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。2101rrII reII20121ln21rrr121(1)(1)2rrr121,1rr當(dāng)?shù)?6頁(yè)/共34頁(yè)第二十七頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。1 212121111lnln(1)(1)ln(1)ln(1)2222rrrtttt 121,1rr11221

6、0,10trtr 12121211111ln(1)ln(1)()()()22222rtttttt 121(1)(1)2rrr第27頁(yè)/共34頁(yè)第二十八頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。)2exp(0mIImcLtm2)exp()(0RtItIcLR取t=0時(shí)刻的光強(qiáng)I0為初始光強(qiáng),到t時(shí)刻為止在腔內(nèi)往返m次后R稱為腔的時(shí)間常數(shù)。由于腔內(nèi)存在損耗,光場(chǎng)不再為簡(jiǎn)諧振動(dòng),而是振幅隨時(shí)間指數(shù)衰減的阻尼振蕩,其強(qiáng)度按頻率的分布有一寬度 C=1/(2R) (full width at the half-power points)m=?第28頁(yè)/共34頁(yè)第二十九頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。htNtI)

7、()()exp()(0RtNtNdttNtdNRR)exp()(0ttdNNt)(1000 01exp()RRNtttdtNRt第29頁(yè)/共34頁(yè)第三十頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。PQ2VNhdtdPRQ2:儲(chǔ)存在腔內(nèi)的總能量; P:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)損耗的能量腔的品質(zhì)因數(shù)表示光腔的儲(chǔ)能與損耗的特征。Q值大,表示光腔的儲(chǔ)能好,損耗小,腔內(nèi)光子壽命長(zhǎng)。)exp()(0RtNtN第30頁(yè)/共34頁(yè)第三十一頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。resonatorby dissipatedpower resonatorby storedenergy fieldQ第31頁(yè)/共34頁(yè)第三十二頁(yè),編輯于星期二:七點(diǎn) 二十八分。cLQcR22cLRLcRc221QcL2損耗參數(shù)小結(jié):第32頁(yè)/共34頁(yè)第三十三頁(yè),

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