вход Вход Регистрация



В квантовой электронике кроме закрытого резонатора и открытого резонатора с плоскими зеркалами очень часто используют конфокальные резонаторы (разновидность сферических резонаторов).

Рисунок 1.8 - Трансверсальные электромагнитные колебания.

Конфокальным называется открытый резонатор, образованный одинаковыми сферическими зеркалами, радиусы кривизны которых равны длине резонатора(рис. 1.9).

Рисунок 1.9 Схема конфокального резонатора.

Центр кривизны С одного зеркала лежит на поверхности второго.

Фокусное расстояние сферического зеркала равно ½ его радиуса кривизны. Поэтому фокусы отражателей совпадают, вследствие чего резонатор называется конфокальным. Интерес к такому резонатору обусловлен удобством его юстировки (в отличие от плоскопараллельного резонатора Фабри – Перо), не требующей строгой параллельности отражателей друг другу. Необходимо лишь, чтобы ось конфокального резонатора пересекала каждый отражатель достаточно далеко от его края во избежание больших дифракционных потерь.

Особенности конфокального резонатора:

1. Дифракционные потери в конфокальном резонаторе значительно меньше, чем в плоском, поэтому поле более плотно сконцентрировано у оси.

2. Распределение фазы на поверхности зеркал однородно.

3. Спектр собственных частот резонатора определяемый выражением [2]:

в случае квадратных зеркал

и

в случае круглых зеркал

сильно вырожден, т.к. любой набор индексов q, m, n, удовлетворяющих со отношению 2q + m + n = const, дает одну и ту же резонансную частоту.

4. Распределение поля внутри резонатора для основной моды ТЕМ00 в поперечном сечении описывается функцией Гаусса [1]:

.

Радиус такого «гауссова» пучка изменяется вдоль оси Z , на поверхности зеркал размер пятна определяется по формуле [1]:

,

в центре резонатора в перетяжке, т.е. при Z=0 он в раз меньше, чем на поверхности зеркал: .

Эти особенности конфокальных резонаторов имеют как преимущества, так и недостатки.

Благодаря « фокусирующему» действию зеркал поле концентрируется вблизи оси резонатора, что, с одной стороны, резко уменьшает дифракционные потери, особенно для мод низших порядков, а с другой – не позволяет полностью использовать весь объем активной среды для генерации лазерного излучения.

© 2018
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру