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激光的横模与纵模什么意思 已有3人参与
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请解释下两种激光模式，科普一下！  |
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2楼2014-01-24 17:20:00
【答案】应助回帖
★ ★
感谢参与，应助指数 +1
zkm2008: 金币+2, ★★★很有帮助 2014-02-19 13:09:24
感谢参与，应助指数 +1
zkm2008: 金币+2, ★★★很有帮助 2014-02-19 13:09:24
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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. |
3楼2014-01-27 10:59:41
comeacrosser
金虫 (正式写手)
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- 散金: 30
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- 在线: 53.4小时
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- 专业: 光学
【答案】应助回帖
★ ★
zkm2008: 金币+2, ★★★很有帮助 2014-02-19 13:09:39
zkm2008: 金币+2, ★★★很有帮助 2014-02-19 13:09:39
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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。 |
4楼2014-02-09 02:05:48
5楼2017-02-13 22:11:34
