光学谐振腔的损耗概要VIP免费

3.23.2光学谐振腔的损耗光学谐振腔的损耗3.23.2光学谐振腔的损耗光学谐振腔的损耗损耗大小是评价谐振腔的一个重要指标，也是腔模理论的重要研究课题。本节讨论无源（增益G=0）开腔的各种损耗及其计算。光学谐振腔中的损耗光学谐振腔中的损耗光学谐振腔中的损耗光学谐振腔中的损耗一、光学谐振腔中的损耗类型一、光学谐振腔中的损耗类型一、光学谐振腔中的损耗类型一、光学谐振腔中的损耗类型1.几何偏折损耗光线在腔内往返传播时，可能从腔的侧面偏折出去，这种损耗称为几何偏折损耗。几何偏折损耗与腔型、模次的高低有关。一、光学谐振腔中的损耗类型一、光学谐振腔中的损耗类型一、光学谐振腔中的损耗类型一、光学谐振腔中的损耗类型2.衍射损耗由光的衍射造成的损耗。衍射损耗与腔的菲涅耳数（N=a2/Lλ）有关，与腔的几何参数g有关，而且不同横模的衍射损耗也各不相同。一、光学谐振腔中的损耗类型一、光学谐振腔中的损耗类型一、光学谐振腔中的损耗类型一、光学谐振腔中的损耗类型3.腔镜反射不完全引起的损耗4.其它损耗包括材料中的非激活吸收、散射，腔内插入物（如布儒斯特窗、调Q元件、调制器、F-P标准具等）。一、光学谐振腔中的损耗类型一、光学谐振腔中的损耗类型一、光学谐振腔中的损耗类型一、光学谐振腔中的损耗类型前两种损耗为选择性损耗，由积分方程本征值所决定；后两种损耗为非选择性损耗。二、损耗的描述二、损耗的描述二、损耗的描述二、损耗的描述1.用δ—平均单程损耗因子描述设I0—初始光强，I1—经过无源腔往返一次后的光强。则210011ln2IIeII二、损耗的描述二、损耗的描述二、损耗的描述二、损耗的描述当δ很小时，010000101111101lnln[1(1)](1)IIIIIIIIIIIIII01012III二、损耗的描述二、损耗的描述二、损耗的描述二、损耗的描述若损耗由多种因素引起，则有：3122222100IIeeeIe总123总二、损耗的描述二、损耗的描述二、损耗的描述二、损耗的描述2.用τR—无源腔中光子的平均寿命描述：腔内t时刻的光子数为00()RtctLqtqeqe式中L表示单位长度上的损耗，c表示光在介质中单位时间所通过的长度，所以cL表示通过介质单位时间的损耗。可见：RLc二、损耗的描述二、损耗的描述二、损耗的描述二、损耗的描述2.用τR—无源腔中光子的平均寿命描述：如果寿命是由多种因素引起的：1212111()RRRccLL二、损耗的描述二、损耗的描述二、损耗的描述二、损耗的描述3.用Q—无源腔的品质因数（Q值）描述：222QWLccWL腔内储存的激光能量每秒损耗的激光能量122111RQQQQ二、损耗的描述二、损耗的描述二、损耗的描述二、损耗的描述4.用Δν—无源谐振腔的线宽描述：1212cccR4个参量（δ、τR、Q、ΔνC）是等价的，知道其一，就知道其余二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算1.由腔镜反射不完全引起的损耗221012012012(0,1ln()2rGLrIIrreIrrGIerr无源腔）当r1=1，r2=r≈1时12ln()lnln[1(1)](1)1(1)2rrrrrrr二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算2.平行平面腔中斜向传播波型的几何损耗二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算2.平行平面腔中斜向传播波型的几何损耗设光线经m次往返逸出腔外02(2222mLDDmLLDLmtmccLDc甚小）二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算3.腔镜倾斜时的几何损耗二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算3.腔镜倾斜时的几何损耗设光线经m次往返逸出腔外2122610(21)22[135(21)]2()2LLLLmDLmDLmDDmL二、损耗的具体计算二、损耗的具体计算二、损耗的...