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激光的横模与纵模什么意思

作者 zkm2008
来源: 小木虫 200 4 举报帖子
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请解释下两种激光模式,科普一下! 返回小木虫查看更多

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  • 精华评论
  • ljjshljjsh

    激光的横模是横向分布的模式,经过腔内不断的振荡,由于衍射损耗,最终形成的自再现模就是横模。激光的纵模是纵向分布的模式。纵模的频率数值是确定腔内自由光谱区的整数倍,只有当增益大于损耗的情况下纵模才可以振荡。

  • ifelseend

    以下纯属个人理解, 不保证绝对准确.

    模式 (mode)
    模式就是能够在一个特定的光学系统中存在(或者说传播)的一类激光场, 这一类激光场就叫做这个光学系统的一个模式, 模式由频率, 偏振, 和能量分布来区分.

    横模 (transverse mode)
    一个谐振腔, 调节腔镜的姿态, 可以在垂直于传播方向上某一横截面上调整处不同的能量分布, 有的是个点, 有的是个环, 中间有个点点. 这都是不同的横模模式. 这是由于, 只有一部分腔镜形成了共振腔的结果.

    纵模 (longitudinal mode)
    纵模是指沿谐振腔轴向的稳定光波振荡的激光场, 通过频率区分, 对于一个谐振腔, 在轴线的长度固定, 都够发出的激光的波长由腔的长度决定, 如果整数个半波长等于腔长, 那么这个激光就能在腔中起振. 所以单纵模就意味着激光的单色性好.

  • comeacrosser

    横摸描述的是激光光斑上的能量分布情况,横模可以从激光束横截面上的光强分布看出来
    纵模是与激光腔长度相关的,所以叫做“纵模”,是描述激光频率的。理论上激光腔内可以产生无数个等间距频率的光,但由于增益介质只对特定频率的光产生最大增益,其他频率的光被抑制掉,所以,激光器一般仅输出一个特定频率的激光。纵模是指频率而言的。
    横和纵的区别个人认为是从腔的结构来分的,横模(表现在光斑形状)的分布是和腔的横向(xy面)结构相关的;而纵模间隔是和腔的纵向尺寸相关的。
    横模是从电磁场的角度来分析激光的电场分布状况的。纵模是从频率的角度来分析激光频谱的分布状况的。
    激光工程领域常用M2因子来描述光束特性:M2= 束腰直径 * 远场发散角 / (1.27 * 波长) 这个公式可用于计算聚焦光斑大小。光束聚焦后的发散角可由系统的等效数值孔径来计算。 M2 是模式的表征, 基模的M2为1.0, 横模越是高阶M2就越大,从公式可以看出, 聚焦光斑也越大。所以, 简单说来, 想要得到最小的光斑就得选基模激光输出, 同时在相同甭浦条件下, 基模输出的功率最小。所以人们只好在模式与功率之间权衡。 当然, 并不是说高阶模就一定不好, 有时需要聚焦光斑大一些或者光强分布均匀一些, 就得选高阶模输出。刚学激光的朋友, 不要强迫自己搞明白为什么, 只要懂得所有概念的含义以及应用方法就行了。搞激光工程的没有必要去理解激光的量子力学解释,

  • 追梦碧海蓝天

    引用回帖:
    4楼: Originally posted by comeacrosser at 2014-02-09 02:05:48
    横摸描述的是激光光斑上的能量分布情况,横模可以从激光束横截面上的光强分布看出来
    纵模是与激光腔长度相关的,所以叫做“纵模”,是描述激光频率的。理论上激光腔内可以产生无数个等间距频率的光,但由于增益介质 ...

    那请问大功率连续CO2激光输出的横模在不同功率下是否相同?为何种模式?

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