概述光腔理論的一般問題學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1概述光腔理論的一般問題概述光腔理論的一般問題第一頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。第1頁/共34頁第二頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。第2頁/共34頁第三頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。第3頁/共34頁第四頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。第4頁/共34頁第五頁，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/共34頁第六頁，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/共34頁第七頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。第7頁/共34頁第八頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。本章僅討論由兩個球面鏡構(gòu)成的開放式光學(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/共34頁第九頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。第9頁/共34頁第十頁，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-腔與模的一般聯(lián)系。第10頁/共34頁第十一頁，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/共34頁第十二頁，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)了電磁場模式的兩個方面，一個模式同時屬于一個橫模和一個縱模。第12頁/共34頁第十三頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。第13頁/共34頁第十四頁，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/共34頁第十五頁，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)于駐波場波腹的個數(shù)。n縱模間隔與q無關(guān)，腔的縱模在頻率尺度上是等間隔排列的。第15頁/共34頁第十六頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。第16頁/共34頁第十七頁，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/共34頁第十八頁，編輯于

4、星期二：七點(diǎn) 二十八分。第18頁/共34頁第十九頁，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/共34頁第二十頁，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/共34頁第二十一頁，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/共34頁第二十二頁，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/共34頁第二十三頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。第23

5、頁/共34頁第二十四頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。10ln21II)2exp(01 II=?第24頁/共34頁第二十五頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。另一種定義：0102III 單程渡越時光強(qiáng)的平均衰減百分?jǐn)?shù)當(dāng)損耗很小時201000021 (1 2 )2IIII eII 第25頁/共34頁第二十六頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。2101rrII reII20121ln21rrr121(1)(1)2rrr121,1rr當(dāng)?shù)?6頁/共34頁第二十七頁，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/共34頁第二十八頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。)2exp(0mIImcLtm2)exp()(0RtItIcLR取t=0時刻的光強(qiáng)I0為初始光強(qiáng)，到t時刻為止在腔內(nèi)往返m次后R稱為腔的時間常數(shù)。由于腔內(nèi)存在損耗，光場不再為簡諧振動，而是振幅隨時間指數(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/共34頁第二十九頁，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/共34頁第三十頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。PQ2VNhdtdPRQ2：儲存在腔內(nèi)的總能量； P：單位時間內(nèi)損耗的能量腔的品質(zhì)因數(shù)表示光腔的儲能與損耗的特征。Q值大，表示光腔的儲能好，損耗小，腔內(nèi)光子壽命長。)exp()(0RtNtN第30頁/共34頁第三十一頁，編輯于星期二：七點(diǎn) 二十八分。resonatorby dissipatedpower resonatorby storedenergy fieldQ第31頁/共34頁第三十二頁，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/共34頁第三十三頁，