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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 功能材料 » 光学材料 » 【交流】激光器的模式
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wwwzg

木虫 (著名写手)

魔王

[交流] 【交流】激光器的模式 已有11人参与

学习激光原理快10年了，但对激光模式这个基本概念却仍不理解。
对于三维微波谐振腔，用边界条件求解亥姆霍兹方程很容易就得到分立的解，每个解就是一种模式。
对于激光器的开腔，就不是很容易理解。下面是我的一些疑问，欢迎指教或讨论
1. 模式的含义
mode这个词到底如何理解，模的汉语原义又是什么呢？
2. 纵模
纵模是由轴向边界条件决定的，限制条件导致分立解还比较容易理解。
3.横模
对于开腔，横向是没有限制的，为什么还会出现分立的横模呢？
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1楼 2010-12-21 21:53:07
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

linon1987

木虫 (正式写手)
★
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引用回帖:
Originally posted by wwwzg at 2010-12-21 21:53:07:
学习激光原理快10年了，但对激光模式这个基本概念却仍不理解。
对于三维微波谐振腔，用边界条件求解亥姆霍兹方程很容易就得到分立的解，每个解就是一种模式。
对于激光器的开腔，就不是很容易理解。下面是我的一 ...

个人觉得，模式就是某种结构（例如波导，谐振腔，更广义的说就是电导率，磁导率的空间分布）能够支持的电磁场的分布，即E(r,t),B(r,t).

这种电磁场分布可能有多种解，某一个解就是一种模式。求解模式的时候并没有说明某个模式是怎么激发的，只是说某个模式可以稳定存在。如果一种电磁场分布不是某个结构的模式，那么这种电磁场就不可能在这个结构中稳定存在。
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8楼2011-03-13 23:25:50
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普通回帖

phyfriday

金虫 (小有名气)
同问 我也想知道呀
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光学--红外激光器
2楼2010-12-22 09:29:10
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jshine

至尊木虫 (著名写手)
★ ★ ★
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GrasaVampiro(金币+2): 2010-12-23 18:18:48
假设腔长12，那么波长3和波长4的都能在谐振腔中形成驻波，如果3和4都在增益介质光谱范围内，那么3和4都能增益放大出激光，这就是纵模间隔，横模间隔是腔镜限制，就相当于光波只能在两个腔镜为底面的柱形空间内，因此就好像这样的一个盒子，因为腔长远大于腔镜尺寸，因此横模只能取很少的几个数字。并且腔长越长，越接近单横模输出
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事态为什么炎凉，我们社会需要什么
3楼2010-12-23 09:42:09
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lpszk

铁杆木虫 (著名写手)
★ ★ ★
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GrasaVampiro(金币+2): 2010-12-23 18:18:57
mode就是光场的分布。按电矢量与传播方向的关系分为横模和纵模。
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天道酬勤
4楼2010-12-23 16:16:53
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cool-soso

银虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★ ★
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GrasaVampiro(金币+4): 2010-12-23 18:19:17
模式是稳定存在的状态的本征态?
如果腔镜是平面镜，传播方向不平行的光线都迟早会逸出腔外，只有平面波可以存在。
仅支持基模传输的单模光纤，入射光场如果包含传播常数小于基模的光波，会从纤芯逸出。

[ Last edited by cool-soso on 2010-12-23 at 16:27 ]
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5楼2010-12-23 16:26:43
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wwwzg

木虫 (著名写手)

魔王
★ ★
lpszk(金币+2): 2011-03-13 22:31:28
横模间隔是腔镜限制，就相当于光波只能在两个腔镜为底面的柱形空间内，因此就好像这样的一个盒子，因为腔长远大于腔镜尺寸，因此横模只能取很少的几个数字。并且腔长越长，越接近单横模输出
谢谢回复，但这段话可否说得详细一点，腔长远大于腔镜尺寸跟横模只能取很少的数字之间的关系怎么可以证明一下。
腔长越长，越接近单横模这个结论可有严格的证明
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6楼2010-12-24 22:17:26
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z4651899

新虫 (小有名气)
★ ★
lpszk(金币+2): 2011-03-13 22:31:33
纵模主要是通过相位条件决定光频率，横模由于激光腔不可能是完全开放的，总会有一个限制，所以导致横向有一个分布，这就是横模。
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7楼2011-03-13 21:44:00
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langwang7138

铁虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★
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lpszk(金币+3): 2011-03-17 00:05:41
本人认为按照楼主的思路，可以从两个方向去理解激光器的模式：一种是通过求解方程得到一个个分立的解，这些解就是各个不同的模式，那是数学的方法；另一种可以认为激光器的模式就是某个光波的一种分布状态，横模是振动方向与传播方向垂直的，纵模是振动方向与传播方向平行的，激光器中纵模可以理解为分立的单个频率谱。
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捌桥别影
9楼2011-03-16 14:48:36
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scotland

木虫 (正式写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
我的理解一直都只限于 特征解这个概念。模式就是腔的特征解。

对于横模来讲，腔镜大小并不影响模式分布

上面有人提到腔越强模式越少，会不会是因为此时高阶模损耗大，不能起振，所以就剩下基模了

对于激光一直是用模式来讨论的，但是是否真的存在模式呢？
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10楼2011-09-01 00:11:15
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