请解释下两种激光模式,科普一下! 返回小木虫查看更多
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。
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.
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,
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。
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.
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,
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?