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光学谐振腔概述
光学谐振腔概述
1、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。
2、谐振腔类型
（1）双凹腔
（2）双凸腔
（4）凹凸腔
（5）平凹腔
（6）平凸腔
（3）双平腔
(平行平面腔)
3、谐振腔的几何参数
（1）RL参数
R1
R2
L
R1、R2：两镜面曲率半径，L：腔长
（2）g参数
二、光线变换矩阵
1、光线坐标矩阵
r:光线位置到轴线距离(轴线上方为正)
:光线方向与轴线方向(水平)所夹锐角(向上传播为正)
r



>0:


<0:
2、光线变换矩阵
（1）定义
：输入面光线坐标矩阵
：输出面光线坐标矩阵
：光线变换矩阵
证：
r2=r1+L 1
2= 1
（2）实例
(a)单程传播L距离
r1
r2
1
2
L
(b)球面反射镜
R:球面镜曲率半径(凹为+,凸为-)
证：
=i+ 2
1= +i
2 =2 - 1
2=- 2
1
2
,r2

i
i
2
o
R
r1
2 - = - 1
(c)两介质的平面界面
2
r1,r2
1
n1
1
n2
证：
(即折射定律)
讨论：
光疏 光密：n2>n1, 1< 2, 偏向法线;
光密 光疏：n2 2, 偏离法线。
(c)球面透镜
证：
F:球面透镜的焦距(凹为-,凸为+)
F
1- 2
2
r1,r2
1
r1,r2
讨论：
(1)若r1=0, 1
任意过光心的光线不改变方向。
2
1
(2)若r1任意, 1=0
F
2
r1,r2
- 2
平行于光轴的光线过焦点
(3)若
F
1
r1,r2
过焦点的光线平行于光轴
例1：入射光线的坐标为r1=5cm， 1=0.02弧度，求通过曲率半径分别为R=0.4m、R=2.5m的凹面反射镜后的光线坐标。
解：
(1)
(2)
o
2
1
o
2
1

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