Моды оптического резонатора

Моды оптического резонатора. Как известно, колебательные системы (маятник часов, ламповый генератор  и  т.  п.)  характеризуются  так называется конечное число волн с частотами сол, хотя в некоторых случаях оно может быть очень большим — десятки и сотни тысяч. С понятием собственных частот тесно связано представление о типах колебания резонатора. Дело в том, что электромагнитные колебания внутри резонатора с данной собственной частотой сол представляют собой стоячую волну с формой фронта, зависящего от формы зеркал резонатора. Так, например, в случае плоских прямоугольных зеркал фронт стоячей волны является почти плоским. Кроме того, стоячая волна данной частоты есть совокупность бегущих в разные стороны волн той же частоты. Такая совокупность бегущих волн, образующих стоячую волну частоты ап, и называется типом колебания резонатора или модой. Существование собственных типов колебаний в общем случае связано с распространением волн в ограниченном пространстве. Наиболее наглядным примером является упругое колебание струны, жестко закрепленной с обеих концов. Ясно, что в данном случае синусоидальные колебания могут быть только
такими, чтобы sin rL=sinw/s L=0 (L — длина струны), поскольку крайние точки струны все время неподвижны. Отсюда следует уже известное нам соотношение для собственных частот  соответствующее тому, что на длине струны всегда укладывается целое число полуволн.

Любое возможное движение струны является суммой некоторого числа собственных колебаний. В этом — наиболее важное свойство волн в ограниченном пространстве. Собственные частоты зависят как от свойств рассматриваемой системы, так и от свойств ее границ.
Электромагнитное поле в резонаторе всегда можно рассматривать как суперпозицию различных независимых мод, каждая из которых характеризуется своей частотой Wn и определенной геометрической конфигурацией поля (форма фронта). Что касается выходного излучения лазера, то оно определяется дифракцией на выходном зеркале бегущих волн, составляющих каждую возбужденную моду. С этой точки зрения лазер следует рассматривать как устройство, позволяющее сосредоточить всю энергию излучения в конечном числе мод, т. е., по существу, в узких диапазонах по частоте и направлению распространения. В то же время можно сказать, что равновесное тепловое излучение распределено по бесконечному числу мод. Теперь мы можем окончательно заключить, что физическая основа лазеров базируется на трех кардинальных принципах: эффект индуцированного (вынужденного) излучения, ответственный за рождение «квантов-близнецов»; создание термодинамического неравновесия в средах, сопровождающееся инверсией и дающее возможность усиливать световые волны; применение оптического резонатора, накапливающего фотоны и формирующего упорядоченную структуру электромагнитного поля.

Навигация

Следующая статья:

К записи "Моды оптического резонатора" есть 1 комментарий
  1. grinfilll:

    Интересно, прикольно, супер

Оставить свой комментарий

Пожалуйста, зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.

Поиск
Поделись интересным!
Рубрики
Яндекс.Метрика

Посетите наши страницы в социальных сетях!

ВКонтакте.      Facebook.      Google Plus.      Twitter.      YouTube.      Одноклассники.      RSS.
Вверх
© 2017    Копирование материалов сайта разрешено только при наличии активной ссылки   //    Войти