有限孔径相位共轭谐振腔(PCR)中各阶横模特性的研究——Ⅱ.PCR中横模的基本性质

本文在前文(Ⅰ)的基础上进一步揭示了轴对称PCR的“准等价关系”和“非对称性质”,并进行了初步的系列计算(计算了约66个轴对称PCR中的数百个横模),将所得结果与普通激光腔中的相应结果作了比较,在上述讨论与比较的基础上,本文总结了PCR中横模的基本性质,据此,人们可以对前文所讨论的这类简单PCR,包括各种几何结构不同的腔中各阶横模的性质,作一些粗略的估计。     

轴对称光学无源谐振腔各阶横模的系列计算

本文根据文献[1—3]对普通激光器用轴对称谐振腔中所有阶(实际上)横模进行了系列计算。计算的腔包括对称与非对称的、稳定与非稳定的。得到了673个菲涅耳数?≤5(个别的?=8,10)的腔中总共10,790个横模的所有重要性质。计算中还给出了所有横模在镜面上场分布的近似解析表示式。 关键词：     

稳定谐振腔中横模特性的准几何近似的适用性研究(Ⅰ)——G1=G2=0.5

本文比较了用准几何近似与用矩阵理论(严格衍射理论),两种方法计算所得的光学谐振腔TEM_pl模的损耗和相移,并研究了它们相互间的关系。得出结论:(1)两种方法所计得的相移之差与衍射损耗的关系近似于指数关系;(2)当衍射损耗大于20％时,有可能导致准几何近似中模简并关系的明显破坏,从而可能引起共振频率的分裂;(3)两种方法所得出的横模损耗间有斜率约为0.36的线性关系。以上结论,在菲涅耳数N大于2时,基本上与N,l,p值无关。上述讨论是对G₁=G_{2关键词：}     

稳定谐振腔中横模特性的准几何近似的适用性研究(Ⅰ)——G_1=G_2=0.5

本文比较了用准几何近似与用矩阵理论(严格衍射理论),两种方法计算所得的光学谐振腔TEM_(pl)模的损耗和相移,并研究了它们相互间的关系。得出结论:(1)两种方法所计得的相移之差与衍射损耗的关系近似于指数关系;(2)当衍射损耗大于20％时,有可能导致准几何近似中模简并关系的明显破坏,从而可能引起共振频率的分裂;(3)两种方法所得出的横模损耗间有斜率约为0.36的线性关系。以上结论,在菲涅耳数N大于2时,基本上与N,l,p值无关。 上述讨论是对G_1=G_2=0.5的轴对称稳定腔中损耗小于99％的各阶横模得出的。     

有限孔径相位共轭谐振腔(PCR)中各阶横模特性的研究——Ⅰ.自洽场矩阵本征方程

本文应用李先枢提出的“平面屏系统中标量光波传播的矩阵理论(柱坐标)”(1981),研究了PCR中自洽场的传播,提出了PCR中自洽场的矩阵本征方程。求解这个方程,我们计算了轴对称的、有限孔径PCR,得到了其中各阶横模(包括l≥2,p≥1的高阶横模)的衍射损耗、相移、以及各镜面上场的相对振幅和位相分布。本文还导出了不同几何结构(g₁和各开孔大小不同)的PCR间的“准等价关系”,根据这个关系,在g₁不同的一些PCR中,所有各阶横模的衍射损耗等性质可以完全相同。还列出了一些计算结果示例。这些实例证实:(1)上述矩阵本征方程的收敛性很好;(2)可有很高的实际计算精度,并可同时精确计算损耗很小和很大的横模的各种性质;(3)参照光场的选择不影响理论的正确性,本文只讨论了仅包含一个PCM作端镜的PCR。