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文档简介

1、第二章 激光器的工作原理,一、射线（几何）光学中的光线传输矩阵（ABCD矩阵）,光腔,高斯光束,模式,构成；分类；ABCD矩阵及应用；稳定条件,1. 表示光线的参数 r 光线离光轴的距离 光线与光轴的夹角 傍轴光线 tg sin ,r,q,数学解法；模式特性（场分布、谐振频率、等相位 面、衍射损耗等）,高斯光束特性及在实际中的应用,2. 自由空间区的光线矩阵,L,A处：r0, q0 B处：r,q,A,B,自由空间 光线矩阵,3. 空气与介质(折射率为n2)的界面,入射 出射,4.球面镜反射矩阵（薄透镜传输矩阵）,薄透镜与球面反射镜等效,R,5.ABCD矩阵的应用球面镜腔的往返矩阵,球面镜腔中往

2、返一周的光线矩阵（简称往返矩阵）,往返n次的光线矩阵,其中,n,光线在谐振腔中的传输可等效为在透镜波导中的传输。 往返矩阵与初始坐标、出发位置及往返顺序无关。 谐振腔往返矩阵的建立方法：等效透镜波导；确定一个周期；写出各部分光线矩阵的乘积。,l1,l2,l3,l1,l2,l3,球面镜腔可以等效为周期透镜波导,复杂腔的等效周期透镜波导及往返矩阵,R1,R2,R1,平方折射率介质,二、 光学谐振腔 (Optical Cavity),1、光腔的构成与分类,0.2mm,介质波导腔，半导体激光器,2 1， 2 3,2、按腔的几何逸出损耗分类:稳定腔,非稳定腔,临界腔,折叠腔,环形腔,3、共轴球面镜腔的稳

3、定条件,非稳定腔 傍轴光线有限次反射后便逸出腔外 几何偏折损耗大(高损耗腔), 共轴球面镜腔 两反射镜为球面镜, 有共同光轴 凹面镜 R 0; 凸面镜 R 0; 平面镜 R, 稳定条件: 几何偏折损耗 稳定腔 任何傍轴光线可以在腔内往返无限多次不会 逸出腔外 几何偏折损耗小 (低损耗腔),几何光学光线矩阵分析腔中几何偏折损耗，判断稳定 与否,其中,n,光线在球面镜腔中往返n次的光线矩阵,4、共轴球面镜腔的稳定判据,An, Bn, Cn, Dn 矩阵元有界，说明光线经过n次不逸出腔外，关键因子f 应为实数，且不等于kp,讨论：,K为奇数,K为偶数,求出极限,临界腔的典型例子,平行平面镜腔 ( R = ),3. 共心腔 R1+R2=L,临界腔,非稳腔,稳定腔,2. 对称共焦腔 R1=R2=L,往返两次自行闭合 稳定腔,适用任何形式的腔,只需列出往返矩阵就能判断其稳定性,稳定判据另一表达式,只适用于简单的

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