1、光电子技术(2)(激光器件),5 固体激光器谐振腔,2,固体激光谐振腔,5.0 预备知识5.1 热透镜腔和基模动态稳定腔,3,5.0 预备知识,基模高斯光束的基本性质光学传输矩阵ABCD法则谐振腔的本征方程和稳定性条件稳定腔与基模高斯光束G参数等价腔非稳腔,4,基模高斯光束的基本性质,5,垂直于传播方向的场振幅分布,6,光斑半径随z成双曲线,7,等相位面,8,相移,总相移:,几何相移:,径向相移:,附加相移:,9,瑞利长度(共焦参数),10,远场发散角,11,高斯光束的复参数表示,12,传输矩阵,离轴距离,光线与轴线距离,13,常用光学传输矩阵,1 均匀介质中传播,14,常用光学传输矩阵,2
2、界面折射,15,常用光学传输矩阵,3 球面折射,16,常用光学传输矩阵,4 球面反射镜,17,常用光学传输矩阵,5 薄透镜,18,常用光学传输矩阵,6 平板,19,高斯光束q参数的ABCD法则,20,谐振腔的本征方程和稳定性条件,21,谐振腔稳定性条件,22,稳定腔与基模高斯光束,23,稳定腔与基模高斯光束,24,G参数等价腔,25,26,g*参数等价腔,27,稳定腔与基模高斯光束,28,非稳腔内共轭点的光束参数与谐振腔参数关系,29,非稳腔内共轭点的光束参数与谐振腔参数关系,30,正分支非稳腔,31,负分支非稳腔,32,习题8,求证:稳定腔的判据为:,习题9,求证:对于高斯光束,33,5.1
3、 热透镜腔和基模动态稳定腔,一、热透镜腔二、基模动态稳定腔三、基模动态稳定望远镜腔四、类透镜介质中的高斯光束,34,一、热透镜腔类透镜介质,正透镜负透镜,35,类透镜介质,36,类透镜的焦距?,厚透镜,37,厚透镜的焦距,38,类透镜的焦距,39,热透镜,40,谐振腔中的热透镜,41,热透镜腔的g*参数等价腔,42,热透镜腔的g*参数等价腔,43,热透镜腔的稳定性,44,g*参数图上工作点运动方程,45,热透镜腔中远场发散角和光焦度的关系,46,二、基模动态稳定腔,47,习题10,稳定腔球面输出镜如图所示:为使输出面处的等相位面为平面,(光从左向右传播)求证:,48,基模动态稳定腔动态稳定性,49,热不灵敏腔,热不灵敏腔条件,深度热稳腔条件,50,热不灵敏腔举例,51,三、基模动态稳定望远镜腔,52,望远镜腔的深度热稳条件,53,四、类透镜介质中的高斯光束,54,热透镜介质中的传输矩阵,55,考虑端面折射的热透镜的传输矩阵,56,热透镜中的高斯光束(1),57,热透镜中的高斯光束(2),58,热透镜中的高斯光束(3),最小曲率半径处:,59,热透镜中的高斯光束(4),60,准直HeNe测量热焦距,