光学谐振腔的损耗.ppt

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1、3.2光学谐振腔的损耗损耗大小是评价谐振腔的一个重要指标，也是腔模理论的重要研究课题。本节讨论无源（增益G=0）开腔的各种损耗及其计算。光学谐振腔中的损耗一、光学谐振腔中的损耗类型1.几何偏折损耗光线在腔内往返传播时，可能从腔的侧面偏折出去，这种损耗称为几何偏折损耗。几何偏折损耗与腔型、模次的高低有关。一、光学谐振腔中的损耗类型2.衍射损耗由光的衍射造成的损耗。衍射损耗与腔的菲涅耳数（N=a2/Lλ）有关，与腔的几何参数g有关，而且不同横模的衍射损耗也各不相同。一、光学谐振腔中的损耗类型3.腔镜反射不完全引起的损耗4.其它损耗包括材料中的非激活吸收、散射，腔内插入物

2、（如布儒斯特窗、调Q元件、调制器、F-P标准具等）。一、光学谐振腔中的损耗类型前两种损耗为选择性损耗，由积分方程本征值所决定；后两种损耗为非选择性损耗。二、损耗的描述1.用δ—平均单程损耗因子描述设I0—初始光强，I1—经过无源腔往返一次后的光强。则二、损耗的描述当δ很小时，二、损耗的描述若损耗由多种因素引起，则有：二、损耗的描述2.用τR—无源腔中光子的平均寿命描述：腔内t时刻的光子数为式中表示单位长度上的损耗，表示光在介质中单位时间所通过的长度，所以表示通过介质单位时间的损耗。可见：二、损耗的描述2.用τR—无源腔中光子的平均寿命描述：如果寿命是由多种因素引起的

3、：二、损耗的描述3.用Q—无源腔的品质因数（Q值）描述：二、损耗的描述4.用Δν—无源谐振腔的线宽描述：4个参量（δ、τR、Q、ΔνC）是等价的，知道其一，就知道其余二、损耗的具体计算1.由腔镜反射不完全引起的损耗当r1=1，r2=r≈1时二、损耗的具体计算2.平行平面腔中斜向传播波型的几何损耗二、损耗的具体计算2.平行平面腔中斜向传播波型的几何损耗设光线经m次往返逸出腔外二、损耗的具体计算3.腔镜倾斜时的几何损耗二、损耗的具体计算3.腔镜倾斜时的几何损耗设光线经m次往返逸出腔外二、损耗的具体计算3.腔镜倾斜时的几何损耗设光线经m次往返逸出腔外二、损耗的具体计算4.

4、衍射损耗二、损耗的具体计算4.衍射损耗孔径为2a的平行平面腔等效于孔径为2a的孔阑传输线，衍射的第一极小值出现在的方向忽略第一暗环以外的光；假设中心亮斑内光强均匀分布。二、损耗的具体计算4.衍射损耗设W0—总光能；W---射入第二孔径内的光能。称为腔的菲涅耳数二、损耗的具体计算4.衍射损耗由δα的定义，有：N越大，损耗越小，这一结论对各类谐振腔都具有普遍意义。