当谈论单个纵向模式和多个纵向模式之间的差异时,我们必须首先理解在“纵向模式”中,“纵向模式”是指纵向模式。
模式分布图(即,频谱图),水平轴上的物理量是频率,即频率的“纵向模式”。
代表频率。
纵向模式意味着只有一个中心频率。
单纵模激光器也称为单频激光器。
特征在于输出激光模式既满足单横向模式又满足单纵向模式。
谐振器内部只有一个纵向模式才能振荡,并且输出光强度呈现高斯分布。
除了激光器本身具有良好的单色性和方向性外,单频激光器还具有长相干长度和窄谱线宽度的特性,这是普通激光器难以实现的,而多纵模激光器具有多个纵向模态,相对而言光谱线宽。
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与多模激光器相比,单纵模激光器不仅具有稳定性强,光束质量好的优点,而且输出光谱线窄,相干性好。
它用于钠制导星技术和多普勒测风雷达。
,光通信,精确测距,重力波检测,非线性光学,工业和国防等领域起着重要作用。
其中,固态单纵模激光器具有工作波长范围宽,功率扩展性强的优点,受到了广泛的关注和应用。
但是,对于固态激光器,为了实现稳定的单纵模工作,需要根据不同的工作条件采用不同的纵模选择技术。
在短腔法中,对于具有固定参数的谐振腔,确定可以在腔中谐振的纵向模,并且纵向模间隔与腔长度成反比。
当激光器运行时,由于纵向模式之间的竞争,仅更有可能保留增益带宽内的纵向模式。
输出激光器的纵向模式的数量可以通过增益线宽度与纵向模式间隔的比率来描述。
因此,缩短腔体长度并增加相邻纵向模式之间的间隔只能使有效带宽内只有一个纵向模式,这是实现单一纵向模式操作的最直接方法。
常见的模具选择技术包括增强模式竞争的短腔法,F-P标准具方法,消除空间烧孔效应的单向环形腔法,扭转腔法和使用分散腔的体积布拉格光栅法。
标准具方法将标准具模式选择方法插入到谐振腔中,这在原理上与短腔方法类似,因为在有效增益带宽内仅振荡一种纵向模式。
不同之处在于,标准具方法使用标准具的窄线宽透射光谱来增加其他纵向模式的损耗。
其他纵向模式由于其低透射率而在模式竞争期间被滤除,从而实现了单个纵向模式操作。
并且通过控制标准具的角度和温度,可以获得可调的输出。
在单向环形腔法的理论上,谐振腔中的模式竞争将使主振荡模式能够在腔中以单个纵向模式振荡。
然而,在实际的激光器中,由于空腔中的光场是驻波场,由于空间烧孔的影响,倒置粒子的数量也将在空间中不均匀地分布。
当主振荡模式的波腹与其他纵向模式的波节有效重合时,这两个纵向模式可能会在不同的空间中振荡。
谐振腔设计为单向环形腔,腔中的行波场可以有效避免空间烧孔效应的影响,实现单纵模运行。
单向环形腔的代表性结构是非平面环形腔(NPRO)。
扭曲腔法还可以消除空间孔燃烧效果的影响。
扭转模腔法是使光通过偏振片,并通过放置在晶体两端的1/4波片。
两个波片的快轴彼此垂直,使得增益介质内部的光场均匀地分布,并且抑制了多纵模消耗反转。
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