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激光的橫模與縱模什么意思 已有3人參與
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請解釋下兩種激光模式，科普一下！  |
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2樓2014-01-24 17:20:00
【答案】應(yīng)助回帖
★ ★
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
zkm2008: 金幣+2, ★★★很有幫助 2014-02-19 13:09:24
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
zkm2008: 金幣+2, ★★★很有幫助 2014-02-19 13:09:24
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以下純屬個人理解, 不保證絕對準(zhǔn)確. 模式 (mode) 模式就是能夠在一個特定的光學(xué)系統(tǒng)中存在(或者說傳播)的一類激光場, 這一類激光場就叫做這個光學(xué)系統(tǒng)的一個模式, 模式由頻率, 偏振, 和能量分布來區(qū)分. 橫模 (transverse mode) 一個諧振腔, 調(diào)節(jié)腔鏡的姿態(tài), 可以在垂直于傳播方向上某一橫截面上調(diào)整處不同的能量分布, 有的是個點, 有的是個環(huán), 中間有個點點. 這都是不同的橫模模式. 這是由于, 只有一部分腔鏡形成了共振腔的結(jié)果. 縱模 (longitudinal mode) 縱模是指沿諧振腔軸向的穩(wěn)定光波振蕩的激光場, 通過頻率區(qū)分, 對于一個諧振腔, 在軸線的長度固定, 都夠發(fā)出的激光的波長由腔的長度決定, 如果整數(shù)個半波長等于腔長, 那么這個激光就能在腔中起振. 所以單縱模就意味著激光的單色性好. |
3樓2014-01-27 10:59:41
comeacrosser
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【答案】應(yīng)助回帖
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zkm2008: 金幣+2, ★★★很有幫助 2014-02-19 13:09:39
zkm2008: 金幣+2, ★★★很有幫助 2014-02-19 13:09:39
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橫摸描述的是激光光斑上的能量分布情況，橫�？梢詮募す馐鴻M截面上的光強分布看出來 縱模是與激光腔長度相關(guān)的，所以叫做“縱�！�，是描述激光頻率的。理論上激光腔內(nèi)可以產(chǎn)生無數(shù)個等間距頻率的光，但由于增益介質(zhì)只對特定頻率的光產(chǎn)生最大增益，其他頻率的光被抑制掉，所以，激光器一般僅輸出一個特定頻率的激光�？v模是指頻率而言的。 橫和縱的區(qū)別個人認(rèn)為是從腔的結(jié)構(gòu)來分的，橫模（表現(xiàn)在光斑形狀）的分布是和腔的橫向（xy面）結(jié)構(gòu)相關(guān)的；而縱模間隔是和腔的縱向尺寸相關(guān)的。 橫模是從電磁場的角度來分析激光的電場分布狀況的。縱模是從頻率的角度來分析激光頻譜的分布狀況的。 激光工程領(lǐng)域常用M2因子來描述光束特性：M2= 束腰直徑 * 遠場發(fā)散角 / (1.27 * 波長) 這個公式可用于計算聚焦光斑大小。光束聚焦后的發(fā)散角可由系統(tǒng)的等效數(shù)值孔徑來計算。 M2 是模式的表征， 基模的M2為1.0， 橫模越是高階M2就越大，從公式可以看出， 聚焦光斑也越大。所以， 簡單說來， 想要得到最小的光斑就得選基模激光輸出， 同時在相同甭浦條件下， 基模輸出的功率最小。所以人們只好在模式與功率之間權(quán)衡。 當(dāng)然， 并不是說高階模就一定不好， 有時需要聚焦光斑大一些或者光強分布均勻一些， 就得選高階模輸出。剛學(xué)激光的朋友， 不要強迫自己搞明白為什么， 只要懂得所有概念的含義以及應(yīng)用方法就行了。搞激光工程的沒有必要去理解激光的量子力學(xué)解釋。 |
4樓2014-02-09 02:05:48
5樓2017-02-13 22:11:34
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