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(共12张PPT)
光学谐振腔
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光学谐振腔
激励能源
全反射镜
部分反射镜
激光
为了强化光放大 应使受激辐射光
反复多次通过激活物质
实现这一目的的装置是光学谐振腔
在激活物质两侧配置两个反射镜
就构成了一个“光学谐振腔”
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1 )使激光具有极好的方向性（沿轴线）
2 )增强光放大作用（相当于延长了工作物质）
3 )使激光具有极好的单色性（选频）
激励能源
全反射镜
部分反射镜
激光
1. 光学谐振腔的作用
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光学谐振腔的选频
1）纵模
沿光学谐振腔纵向形成的每一种稳定的
在光学谐振腔的作用下可形成纵模和横模
谱线是有一定的宽度的
光振动（驻波）称为一个纵模


0

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而为什么He—Ne激光器输出激光的
会小到10 - 15 呢？
1.3 10 9 Hz
例如Ne原子的0.6328 m谱线的频率宽度为
6
原因: 光在谐振腔两端来回反射要产生干涉
( k=1、2、3、…．)
k—真空中的波长
L
k=1
k=2
k=3
n —谐振腔内工作物质的折射率
由驻波条件知 往返光程
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可以存在的纵模频率为
相邻两个纵模频率的间隔为
数量级估计：
L～ 1 m
n ～ 1.0
c = 3 108 m s
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I
I0
而氦氖激光器 0.6328 m 谱线的宽度为
=1.3×109 HZ
在 区间中 可以存在的纵模个数为
通过缩短腔长和控制反射镜膜厚等手段可使输出纵模个数减少
9
I
I
I0
例如利用缩短腔长来加大 k
可以使 区间中只存在一个纵模频率
10
则 k要增大到10倍
在 区间中可能存在的纵模个数Ｎ仅为1
如上述He—Ne激光器 L 从 1m
缩短到 0.1m
从而获得了线宽极窄的0.6328 m激光
极大地提高了单色性（但损失了光强）
也可以在腔内插入F─P标准具选频
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例： He — Ne 气体激光器的粒子数反转
He是辅助物质 Ne是激活物质
He与 Ne之比为5∶1 10∶1
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亚稳态
电子碰撞跃迁
碰撞转移
亚稳态
与管壁碰撞发生“无辐射跃迁”

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