激光原理课件优选ppt资料

激光(jīguāng)原理课件第一页，共26页。主要(zhǔyào)内容1、非稳腔的几何自再现(zàixiàn)波型2、非稳腔的几何放大率及自再现(zàixiàn)波型的能量损耗第二页，共26页。第二章开放式光腔与高斯(ɡāosī)光束§2.14非稳腔的几何(jǐhé)自再现波型第三页，共26页。非稳腔特点(tèdiǎn)负支非稳腔非稳定条件：或正支非稳腔第四页，共26页。非稳腔特点(tèdiǎn)稳定腔特点：损耗小，阈值低，易实现激光(jīguāng)振荡，适用于低增益、小功率激光(jīguāng)器。激光(jīguāng)束模体积小，单模输出功率不高。损耗(sǔnhào)大（也称为高损耗(sǔnhào)腔）；模体积大（大致充满激光工作物质），高功率;衍射损耗不起重要作用，采用几何光学分析方法;易获得单横模（基模）振荡;主要缺点：光束强度分布不均匀（显示出衍射环）非稳腔特点：第五页，共26页。非稳腔构成及输出光束(guāngshù)特征1、双凸腔两凸面镜按任意间距组成所有(suǒyǒu)双凸腔都是非稳腔第六页，共26页。非稳腔构成(gòuchéng)及输出光束特征2、平凸腔一个平面镜和一个凸面镜按任意间距组成平凸腔腔长为其二倍的对称双凸腔所有平凸腔都是非稳腔第七页，共26页。非稳腔构成及输出光束(guāngshù)特征3.平凹非稳腔一个平面镜和一个凹面镜组成若第八页，共26页。非稳腔构成及输出光束(guāngshù)特征4.双凹非稳腔两个曲率(qūlǜ)半径不同的凹面镜组成第九页，共26页。负支望远镜型非稳腔（实共焦型非稳腔）第十页，共26页。非稳腔构成(gòuchéng)及输出光束特征5.凹凸非稳腔一个凹面镜和一个凸面镜既可以构成稳定腔，也可以构成非稳腔第十一页，共26页。非稳腔构成(gòuchéng)及输出光束特征5.凹凸(āotū)非稳腔正支望远镜型非稳腔（虚共焦型非稳腔）第十二页，共26页。例：连续输出(shūchū)高功率CO2激光器的凹凸型非稳腔及其输出(shūchū)光束输出光束是超出线度较小的凸面镜边缘部分(bùfen)的光。输出光束的形状与稳定腔中基模光束相似，但是其中心处有一圆孔（暗斑），呈环形，且强度分布不均匀。第十三页，共26页。非稳腔的共轭像点及

几何(jǐhé)自再现波型非稳腔内存在：唯一一对轴上共轭像点及相应的一对几何自再现波型共轭像点：P1和P2互为源和像自再现：从这对共轭像点中任何一点发出的球面波在腔内往返一次后其波面形状保持不变第十四页，共26页。1.双凸腔共轭像点的存在(cúnzài)性和唯一性物像共轭关系：对于镜M1

对于镜M2

若该方程组有实根则共轭像点存在证明非稳腔轴上一对(yīduì)共轭像点的存在性和唯一性假设腔轴线上存在一对共轭像点推导其存在条件非稳腔满足该条件第十五页，共26页。非稳定条件：第十六页，共26页。像点的稳定性与唯一性：像点：各像点到P1、P2的距离：根号前取正号，则：像点稳定(wěndìng)若根号前取负号(fùhào)，上述数列趋于发散，共轭像点不稳定第十七页，共26页。稳定的共轭像点位置：

或：第十八页，共26页。低增益、小功率激光(jīguāng)器。激光(jīguāng)束模体积小，第二十四页，共26页。光学开腔(kāiqiāng)中存在共轭像点的条件单模输出功率不高。激光(jīguāng)束模体积小，证明非稳腔轴上一对(yīduì)共轭像点的存在性和唯一性第二十五页，共26页。非稳腔几何自再现波型的概念像点稳定(wěndìng)——非稳腔的共振模主要(zhǔyào)内容易获得单横模（基模）振荡;共轭像点：P1和P2互为源和像腔内存在自再现波型的条件：衍射损耗不起重要作用，采用几何光学分析方法;（1）双凸腔：共轭像点均在腔外，为虚像（2）对称双凸腔（3）平凸腔第十九页，共26页。2.光学开腔(kāiqiāng)中存在共轭像点的条件设任一共轴球面开腔，存在一对轴上共轭像点一次往返：自再现条件：即：腔内存在自再现波型的条件：为实数非稳定条件3.非稳腔几何自再现波型的概念几何自再现波型——非稳腔的共振模第二十页，共26页。第二章开放式光腔与高斯(ɡāosī)光束§2.15非稳腔的几何放大率及自再现波型的能量(néngliàng)损耗第二十一页，共26页。非稳腔振荡模的能量损耗(sǔnhào)：由非稳腔对几何自再波型的固有发散作用造成单程放大率：

往返放大率：

一、非稳腔的几何(jǐhé)放大率第二十二页，共26页。望远镜腔：

第二十三页，共26页。单程能量损耗：单程能量损耗：二、非稳腔的能量(néngliàng)损耗率第二十四页