光学谐振腔的损耗.ppt

3 2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 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 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 L 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 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 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 1 用 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 二 损耗的描述 当 很小时 二 损耗的描述 若损耗由多种因素引起 则有 二 损耗的描述 2 用 R 无源腔中光子的平均寿命描述 腔内t时刻的光子数为 二 损耗的描述 2 用 R 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 二 损耗的描述 3 用Q 无源腔的品质因数 Q值 描述 二 损耗的描述 4 用 无源谐振腔的线宽描述 4个参量 R Q C 是等价的 知道其一 就知道其余 二 损耗的具体计算 1 由腔镜反射不完全引起的损耗 当r1 1 r2 r 1时 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 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 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 3 腔镜倾斜时的几何损耗 设光线经m次往返逸出腔外 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 二 损耗的具体计算 4 衍射损耗 二 损耗的具体计算 4 衍射损耗 孔径为2a的平行平面腔等效于孔径为2a的孔阑传输线 衍射的第一极小值出现在 的方向 忽略第一暗环以外的光 假设中心亮斑内光强均匀分布 二 损耗的具体计算 4 衍射损耗 设W0 总光能 W 射入第二孔径内的光能 称为腔的菲涅耳数 二 损耗的具体计算 4 衍射损耗 由 的定义 有 N越大 损耗越小 这一结论对各类谐振腔都具有普遍意义