光学谐振腔的基本理论VIP免费

1§1光学变换矩阵§2光学谐振腔的稳定性条件§3谐振腔的衍射理论基础§4自再现模的积分方程第五章光学谐振腔的基本理论2光学谐振腔概述一、谐振腔结构由两个球面反射镜组成共轴系统,即两镜面的轴线(镜面顶点与曲率中心联线)重合。经过轴线上的光将原路返回。二、谐振腔类型（共轴）1、双凹腔34、凹凸腔5、平凹腔6、平凸腔3、双平腔(平行平面腔)2、双凸腔4三、谐振腔的几何参数1、RL参数R1R2LR1、R2：两镜面曲率半径L：腔长(两镜子顶点之间距离）2、g参数112211LgRLgR对凹面镜R取正值，对凸面镜R取负值。5§1光学变换矩阵（傍轴光线）一、光线坐标矩阵r:光线位置到轴线距离（光线在垂直于轴线平面的截距），轴线上方为正，否则为负。:光线的出射方向与轴线(水平轴)的夹角，在轴线上方时(向上传播)为正，否则为负>0:<0:rr6二、光线变换矩阵1122rTr1、定义11r：光学元件入射截面处的光线坐标向量22r：光学元件出射截面处的光线坐标矩阵DCBAT：该光学元件的光线变换矩阵7证2、实例(1)单程传播L距离10L1T101LTr1r212L12112Ltgrr对于傍轴光线来说1很小，故此式变为11221121121010rLrrLrr1122rTr8(2)球面反射镜101TR2R:球面镜曲率半径(凹为+,凸为-)1012RT从图中可以看出112122rr由傍轴近似条件得Rr1代入方程组得112122rRrr对于凸面镜R取负值，平面镜R为，即可得相应的矩阵。O为镜面曲率中心，为AB弧线所对圆心角。9(3)两介质的平面界面21001nnT2r1,r21n11n22211sinsinnn证2211nn1221nn1212nn12rr(即折射定律)讨论光疏光密：n2>n1,2<1,偏向法线光密光疏：n21,偏离法线21001nnT10(4)球面透镜1011FT证F:球面透镜的焦距(凹为-,凸为+，与反射镜符号相反)FrFlFlr11211121rF12rr1121rF1011FT对于凹透镜来说，F取负值。101TR2球面反射镜2RF11讨论(1)若r1=0,1任意1112200101Fr过光心的光线不改变方向21(2)若r1任意,1=0FrFrrr1111220101F2r1,r2-2平行于光轴的光线过焦点(3)若11Fr0101111122FFrFF1r1,r2过焦点的光线平行于光轴12例5-1101LT例5-20.110Lmcm2121rrT单程传播0.220Rmcm凹面反射镜2101RT例5-30.220Rmcm凸面反射镜2101RT例5-4凸透镜1101FT例5-50.220Fmcm凹透镜1101FT0.220Fmcm自学13三、谐振腔的光线变换矩阵1、往返一周证124)2(2212221212122gggggggLLggTR1、R2:两反射镜面曲率半径L:谐振腔长度1411122rTr111222233rTTrTr1112333344rTTTrTr11123444455rTTTTrTr1234TTTTT15101222RT10131LTT101T1R24101101101101...