资源描述：
《稳定光学谐振腔高斯光束的发散角理论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、寸国条充第卷第期寻稳定光学谐振腔高斯光束的发散角理论吕百达了四川大学物理系西德沮大学物理系,提要当考虑到高斯光束在通过界面时参数的变化后光学谐振胜输出高斯光束的远场发散角外发散角一般不等于自由空间中高斯光束的远场发散角定义为,,一,、内发散角使用矩阵少和扩参数表示导出了在基模和多模工作时内外发散角的一般公式并对任固体激光腔输出镜为平面镜激光棒端面直接。镀膜成镜热透镜腔等四个典型例证作了比较和讨论仃呀石衍似七盯,下厂犷,,盯日,孔桩。加,。生七七郎助蜡,且俪七。切加,一功,,加仕于一咖卜桩旧械山如。二,桩峨,。七二,
2、。。。,长为腰斑半径当涉及光学谐振腔时。,言一、引言情况比较复杂应当注意的是虽然曲率半径为的球面镜对激光束的反射变换可以认为在自由空间中传播的基模高斯光束的远﹃﹄与焦‘,、距为砂了誉的”叨薄透镜““对丁’明激光束,、的”研透射变刃七利一一一场发散角可用简单公式,,。一换是等效的但是光学谐振腔输出藕合镜与一。,今砂公一口了薄透镜对激光束的透射变换并不等效并且来表示式中入为光在传播空间介质中的波。收稿日期年月日·‘,。前者还依赖于球面镜两个界面的几何形状扬为真空中波长这是在计算和测量由光学谐振腔藕合镜输出利用上述公式以
3、及光腔模参数的,,一七参数表,高斯光束远场发散角时应当考虑的因此应矩阵元表示和示图可。,。,当回到的原始定义式严格推导此外将简单两镜腔和多元件腔的高斯光束远场发‘,,,多模高斯光束的远场发散角火体下散角或者统一表为矩阵元形式或者。夕气一。同也是一个存在有争议的问题本文利用分开写为参数形式、、矩阵少参数表示和为实验所支‘。们,持的心的定义推导出了简单两镜腔和三、高斯光束的外发散角多元件光学谐振腔基模和多模高斯光束外发。‘。、。,。,。、,。夕‘,。‘由光学谐振腔祸合输出高斯光束外发散散角留和内发散角沪的一,。,般公式
4、并计算了几种腔相应的发散角角为通常意义下的高斯光束远场发散角即实验中所测得发散角其定义为二、界面折射时高斯光基模,。束参数的九一里立工变化一,如图所示谐振腔内高斯光束通过折多模、‘,一凹形一。‘,·射率、曲率半径的凹面镜平厚二,。“‘矶,度,奇可略而不计向外传播镜两侧介质的折射,、。〔幻按文献口」定义式中丑为实际限模光率分别为叭场则其传播矩阵为,石阑半径为限模处基模高斯光束光斑半土,,‘万,一径若取激光棒为有效光阑则丑为棒半径生止兰生丫,,影刀‘跳‘图且”·”,,,,,,,,,刀’」了城林认一卜网黔一一曰以牙场军夕
5、图简单两镜腔和基模远场发散角,为腔长图多元件腔和多模远场发散角‘,’,呈若〔十峨一石诩于利用定律易推知在风镜内侧‘,二‘、,,‘式中而为瑞利长度面上光斑半径等相面曲率半径的派目高斯光从折射率介质通过凹面镜传播‘一下科丸向八,‘‘、,。‘到折射率场介质时其参数为派、、一基一礼模由一中等式可矶‘矶归一召得,。‘一鱼两匆璐‘,。爪。,”‘户。,式中已设此外在无色散介质中嘴‘一,吠〔一‘,〕‘’‘,光波波长满足关系爪,丑丫二浅久,场。一入场入份于巴‘,式中人为腔内往返一周传播矩阵元素。下同、四高斯光束的内发散角对简单两镜腔
6、可写为参数形式‘,口乙一汗入生嘴功一本文定义在光学谐振腔内介质中高斯光口一。功夕‘外妇束的发散角为内发散角它等于腰斑仍为一‘的高斯光束在折射率、自由空间中传,,。毛一且唇祷么下同,、。播的远场发散角如图中虚线所示即对多元件腔‘,。可表为气参数形式基模,。喇一。‘,。,气加丝鱼入夕名‘公摊斌心味公而回多模怪。。口,‘,’一而万口‘,“刀氛。,。基模仿前节可得‘‘‘‘,。一月。一月,夕若五一里丛生二丝叠上公刀、。丁俘丫、‘及了二汗万砰七、‘扭,‘卜简单两镜腔〔一且刀勺。,,一二一一止共令典乡丫未二二,夕乱,,止丛‘‘‘
7、万石甲功夕,一夕注夕习万才住一又刀一」‘‘‘‘,一一及众一月丁多元件腔一一。阮毯犷夕公三士厉一夕挑叙份派班好一夕翔简单两镜腔盆夕益,。巧多模’‘、,。一功一嗯了,﹄、曰月夕一众一幽﹄﹁门’且一杯户,、产、‘。一,灿洲‘乎,口、伽一功丫一比礁爪,,,、,气二一‘、一脚如夕,召夕夕,一夕夕,简单两镜腔一一一功陋伽如对如夕蕊‘,。一夕,,士如异夕短军多元件腔自一一魂一,夕毋一夕“翔心,。,对口氛伽十如一如一一功号且﹄〔时,沁’一、产厉仁试或〕一’’。丫闪多元件腔粉一州、且叭一︸,,。石‘一’。’氛脑二里必‘一。”一‘升‘
8、,劲〕兰一或贝‘飞才殉拟一或殉哺、拓’亏而、粤李“工一一‘八二尹匀郊〕伍军万一或炸〕一厉斗饰一一、比较节三四可得如下结论、。,。式中入厉及定义与」同一般情况下笋入。夕,。笋,,】,,因此对光学谐振腔式不能无条件使简单两镜腔用。氛‘,。,,。,。对简单两镜腔。似与外如夕刃,一价’一助‘评。重合,但,。一般并不等于夕。,。,这是工一外如军一,如。必,‘,、、由腔
