激光原理與技術(shù)：第14.5講 非穩(wěn)腔-幾何放大率與能量損耗_第1頁
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激光原理與技術(shù)·原理部分第14.5講非穩(wěn)定腔：幾何放大率與能量損耗14.3非穩(wěn)腔的幾何放大率與能量損耗1、非穩(wěn)腔的幾何放大率如果從P2點發(fā)出的球面波到達(dá)M1時，恰好能夠完全覆蓋鏡面，即其線度為a1，經(jīng)M1反射到M2，其限度擴(kuò)展為a1’，則：m1描述了腔內(nèi)單程度越時，鏡M1對幾何自再現(xiàn)波型薄面尺寸的放大倍率，稱為反射鏡M1的單程放大率。同樣，M2的單程放大率為：用M=m1m2表示非穩(wěn)腔對幾何自再現(xiàn)波型在腔內(nèi)往返一周的放大率。以雙凸腔為例，可以得到：14.3非穩(wěn)腔的幾何放大率與能量損耗將l1、l2的表達(dá)式帶入可得：14.3非穩(wěn)腔的幾何放大率與能量損耗對望遠(yuǎn)鏡腔，可以求出：上式對實、虛共焦腔都成立其中M的表達(dá)式與幾何光學(xué)中望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的放大率公式一致；非穩(wěn)腔的幾何放大率只與腔長L和R1R2有關(guān)，而與反射鏡的橫向尺寸a1、a2無關(guān)。14.3非穩(wěn)腔的幾何放大率與能量損耗2、非穩(wěn)腔的能量損耗率在非穩(wěn)腔中，超過鏡面的實際尺寸的光會溢出腔外，造成能量損耗，由于假設(shè)自再現(xiàn)膜是均勻平面波，因此能量的損耗率等于溢出部分波面與整個波面的比值，這一比值與幾何放大率直接相聯(lián)系。考慮二維情況，被M2反射返回的能量份額為：則逸出的份額為：這里的ζ1表示單次度越時從M2端逸出的能量份額。同理：14.3非穩(wěn)腔的幾何放大率與能量損耗考慮到三維情況時：可以得到任何一個共軛像點發(fā)出的球面波往返一次其損耗為：式中M為幾何放大率：14.3非穩(wěn)腔的幾何放大率與能量損耗非穩(wěn)腔內(nèi)幾何自再現(xiàn)波型往返一周的能量損耗份額與腔鏡的橫向尺寸無關(guān)，僅與反射鏡的曲率半徑R1、R2和L有關(guān)；往返損耗不等于單程損耗之和；這與穩(wěn)定腔和臨界腔不同，這些腔中的損耗與腔的結(jié)構(gòu)無關(guān),而且這些損耗無法加以利用；非穩(wěn)腔中從端面由衍射損耗溢出的能量可以作為

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