Резонатори квантових приладів

Оптичні резонатори

В електродинаміці НВЧ добротність резонатора Q прямо пропорційна його лінійним розмірам a та зворотно пропорційна глибині проникнення випромінювання у метал :

Оскільки значення при нормальному скін-ефекті зворотно пропорційне квадратному кореню з частоти , а змінна

за умов одномодовості резонатора, то в результаті

У довільному об'ємі V і в частотному діапазоні загальна кількість осциляторів поля

Частотний інтервал, що припадає на один осцилятор поля

Резонатори квантових приладів

Оптичні резонатори

При представленні моди як суперпозиції двох хвиль, що розповсюджуються назустріч одна одній час життя фотона в резонаторі задається таким співвідношенням:

де R1 R2 –коефіцієнти відбиття; Ті – відносні внутрішні втрати на дифракцію

Інтерференція прямої та відбитої хвилі в просторі між дзеркалами:

а) посилення прямої хвилі; б) ослаблення прямої хвилі

Резонатори квантових приладів

Оптичні резонатори

З добротністю коливання час життя фотону пов'язаний співвідношенням

напівширина спектру потужності випромінювання:

то добротність моди з центральною частотою

Резонатори квантових приладів

Оптичні резонатори

Теоретичні дослідження поля в резонаторі показали, що його можна представити у вигляді поздовжньої та поперечної структури і розкласти в ряд по деякій системі функцій хвильових рівнянь. Вони мають індекси m, n, q, пов'язані із відповідною системою координат.

Кожний доданок цього ряду відповідає типу коливань – моді TEMm,n,q (transverse electromagnetic).

Розрізняють подовжні або основні моди з індексами

0,0,q (TEM0,0,q), та поперечні моди TEMm,n.

Взагалі можна визначити що m, n відповідають кількості зміни напрямку поля на поверхні дзеркал. Або іншими словами -- кількості 0-ів поля всередині загальної плями поля на поверхні дзеркала, виключаючи 0-і поля на краях плями.

Для дзеркал квадратної конфігурації m, n відповідають зміни поля уздовж x і y в Декартові