От чего зависит устойчивость резонатора? Является ли устойчивым резонатор с плоскими зеркалами?
Зеркало
характеризуется радиусом и фокусным
расстоянием:
,
Условие устойчивости:
,
0; 1; -1 – характерные точки
Если
,
то резонатор является устойчивым.
Устойчивые резонаторы:
Конфокальные резонаторы
Симметрические резонаторы
Плоские резонаторы
Концентрические резонаторы (точки на гиперболе)
Что такое продольные моды резонатора, а что такое поперечные?
В результате отражения от зеркал резонатора в пространстве между ними создадутся стоячие волны. В резонаторе могут существовать волны только тех частот, для которых длина резонатора кратна длине стоячей волны:
,
где q - целое число, называемое продольным
индексом колебания.
Собственные типы колебаний резонатора с разными индексами q имеют разное распределение поля вдоль оси резонатора (в продольному направлении Z). Собственные типы колебаний могут также отличаться распределением поля в плоскости, перпендикулярной к оси резонатора (в поперечных направлениях x и у). Эти типы колебаний обозначают индексами m и n, под которыми понимают число изменений знака поля вдоль осей x и y. Собственные типы колебаний оптических резонаторов вообще будем обозначать символом ТЕМqmn.
Типы колебаний, отличающихся индексом q, называют продольными модами резонатора, а типы колебаний, которые отличаются индексами m и n, - поперечными модами.
От чего зависит длина волны лазерного пучка?
От коснтрукции резонатора.
Для усиления требуемой частоты применяют многослойные (интерференционные) диэлектрические зеркала. Технология интерференционных покрытий зеркал лазера обеспечивает также получение значительной выходной мощности и стабильной генерации лазера.
Использование широкополосных зеркал
позволяет получить поочередную генерацию
на нескольких длинах волн - например, в
«красной» области вблизи
нм (612; 640; 629; 635 нм) или в ближней инфракрасной
области — вблизи
нм (1079,8; 1084,4; 1140,9; 1160,1; 1161,4; 1176,7; 1198,6 нм).
Для этого поворотом диспергирующего
элемента внутри резонатора (призмы) или
«глухого» зеркала осуществляют
перестройку резонатора и последовательную
генерацию на «соседних» длинах волн,
например, 543, 594, 604, 612, 633 нм.
Почему лазерное излучение является полностью поляризованным? Как можно изменить состояние поляризации лазерного излучения?
Очевидно, что излучение лазера будет плоскополяризованным, поскольку условие самовозбуждения будет выполняться только для волны, вектор Е которой лежит в плоскости параллелен оптической оси резонатора.
Для придания лазеру требуемой поляризации в резонатор вводят различные поляроиды, например, ими могут служить плоские стеклянные пластинки, установленные под углом Брюстера к направлению распространения луча лазера
С какой целью пластины, герметизирующие активную среду в газовых лазерах, располагаются под углом Брюстера к оси лазерного пучка?
Для минимизации потерь на отражение.
Если заглушки расположены на торцах газоразрядной трубки не перпендикулярно ее оси, а под углом, равным углу Брюстера, то, согласно формулам Френеля, коэффициент отражения для волны, поляризованной параллельно плоскости падения, становится равным нулю и френелевские потери будут отсутствовать.