Параметры гауссова пучка

Содержание

Слайд 2

Параметры гауссова пучка Нахождение положения и размера перетяжки Для конфокального резонатора: Для концентрического резонатора:

Параметры гауссова пучка

Нахождение положения и размера перетяжки

Для конфокального резонатора:

Для

концентрического резонатора:
Слайд 3

Эквивалентный конфокальный резонатор ЭКР – резонатор, в котором поверхности равной фазы

Эквивалентный конфокальный резонатор

ЭКР – резонатор, в котором поверхности равной фазы совмещены

с
поверхностями зеркал исследуемого резонатора. ЭКР используется для
оценки приблизительного уровеня дифракционных потерь и
пространственных характеристик гауссовых пучков

Радиус кривизны ЭКР:

Расположение зеркал ЭКР:

Число Френеля ЭКР:

Слайд 4

Спектр мод резонатора Ранее спектр продольных мод резонатора был получен из

Спектр мод резонатора

Ранее спектр продольных мод резонатора был получен из условия


равенства длины резонатора целому числу длин полуволн
электромагнитного поля

Для произвольной пространственной конфигурации электромагнитной
волны, имеющей определенную фазу, условие существования стоячей
волны в резонаторе формулируется так:

Разность фаз, соответствующая проходу волны через резонатор,
должна быть кратной π

Это приводит к изменению полученного ранее
частотного спектра мод резонатора

Для продольных и поперечных мод получаются разные частоты,
поскольку фазы этих типов колебаний разные

Слайд 5

Спектр мод резонатора Условие для нахождения частот продольных мод: Частоты продольных

Спектр мод резонатора

Условие для нахождения частот продольных мод:

Частоты продольных мод:


Частоты поперечных мод:

Спектр мод конфокального резонатора:

Слайд 6

Спектр мод резонатора При фиксированном значении m+n расстояние между соседними про-

Спектр мод резонатора

При фиксированном значении m+n расстояние между соседними про-
дольными модами

составляет c/2L

При фиксированном значении q разность частот между поперечными
модами определяется разностью. Поэтому частоты различных
поперечных мод совпадают

Слайд 7

Затягивание частоты Моды резонатора имеют конечную спектральную ширину Рассмотрим лазер, излучающей

Затягивание частоты

Моды резонатора имеют конечную спектральную ширину

Рассмотрим лазер, излучающей на

одной моде, частота которой не совпадает
с центральной частотой лазерного перехода

Найдем частоту генерации моды и ее ширину

Частота генерации имеет промежуточное значение между
центральной частотой перехода и частотой моды резонатора

Частота генерации затягивается по направлению к центральной частоте

Как для однородно, так и для неоднородно уширенной линии частота
генерации может быть определена одинаковым образом

Для вычисления частоты генерации
можно использовать полуклассический подход

Слайд 8

Затягивание частоты Частота генерации:

Затягивание частоты

Частота генерации:

Слайд 9

Затягивание частоты Пример для случая неоднородного уширения Для большинства газовых лазеров

Затягивание частоты

Пример для случая неоднородного уширения

Для большинства газовых лазеров величина Δν0

составляет порядка 1 ГГц,
а для твердотельных может достигать 300 ГГц. В то же время, Δνp
составляет единицы и десятки мегагерц

Следовательно, Δν0 >> Δνp и затягивание частоты невелико

Пусть лазер излучает с выходной мощностью 1 мВт

Пусть 10 МГц

Тогда на длине волны 633 нм меньше 1 Гц