1、 損耗大小是評(píng)價(jià)諧振腔的一個(gè)重要指損耗大小是評(píng)價(jià)諧振腔的一個(gè)重要指標(biāo)，也是腔模理論的重要研究課題。標(biāo)，也是腔模理論的重要研究課題。 本節(jié)討論無(wú)源（增益本節(jié)討論無(wú)源（增益G=0G=0）開(kāi)腔的各）開(kāi)腔的各種損耗及其計(jì)算。種損耗及其計(jì)算。 1. 1. 幾何偏折損耗幾何偏折損耗 光線在腔內(nèi)往返傳播時(shí)，可能從腔的側(cè)面偏光線在腔內(nèi)往返傳播時(shí)，可能從腔的側(cè)面偏折出去，這種損耗稱為幾何偏折損耗。折出去，這種損耗稱為幾何偏折損耗。 幾何偏折損耗與腔型、模次的高低有關(guān)。幾何偏折損耗與腔型、模次的高低有關(guān)。2. 2. 衍射損耗衍射損耗 由光的衍射造成的損耗。由光的衍射造成的損耗。 衍射損耗與腔的菲涅耳數(shù)（衍射損耗與

2、腔的菲涅耳數(shù)（N=aN=a2 2/L/L）有關(guān)，）有關(guān)，與腔的幾何參數(shù)與腔的幾何參數(shù)g g有關(guān)，而且不同橫模的衍射損有關(guān)，而且不同橫模的衍射損耗也各不相同。耗也各不相同。3. 3. 腔鏡反射不完全引起的損耗腔鏡反射不完全引起的損耗4. 4. 其它損耗其它損耗 包括材料中的非激活吸收、散射，腔內(nèi)插入包括材料中的非激活吸收、散射，腔內(nèi)插入物（如布儒斯特窗、調(diào)物（如布儒斯特窗、調(diào)Q Q元件、調(diào)制器、元件、調(diào)制器、F-PF-P標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)具等）。具等）。 前兩種損耗為選擇性損耗，由積分方前兩種損耗為選擇性損耗，由積分方程本征值所決定；程本征值所決定； 后兩種損耗為非選擇性損耗。后兩種損耗為非選擇性損耗。1

3、. 1. 用用平均單程損耗因子描述平均單程損耗因子描述 設(shè)設(shè)I0初始光強(qiáng)，初始光強(qiáng)， I1經(jīng)過(guò)無(wú)源腔往返一次后的光強(qiáng)。經(jīng)過(guò)無(wú)源腔往返一次后的光強(qiáng)。 則則 210011ln2II eII當(dāng)當(dāng)很小時(shí)，很小時(shí)，010000101111101lnln1 (1)(1)IIIIIIIIIIIIII01012III若損耗由多種因素引起，則有：若損耗由多種因素引起，則有：3122222100II eeeI e總123總2.2.用用R R無(wú)源腔中光子的平均壽命描述：無(wú)源腔中光子的平均壽命描述： 腔內(nèi)腔內(nèi)t t時(shí)刻的光子數(shù)為時(shí)刻的光子數(shù)為00( )RtctLq tq eq e 式中L表示單位長(zhǎng)度上的損耗，c表示光

4、在介質(zhì)中單位時(shí)間所通過(guò)的長(zhǎng)度，所以cL表示通過(guò)介質(zhì)單位時(shí)間的損耗。可見(jiàn)：RLc2.2.用用R R無(wú)源腔中光子的平均壽命描述：無(wú)源腔中光子的平均壽命描述： 如果壽命是由多種因素引起的：如果壽命是由多種因素引起的：1212111()RRRccLL 3.3.用用Q Q無(wú)源腔的品質(zhì)因數(shù)（無(wú)源腔的品質(zhì)因數(shù)（Q Q值）描述：值）描述：222QWLccWL腔內(nèi)儲(chǔ)存的激光能量每秒損耗的激光能量122111RQQQQ4.4.用用無(wú)源諧振腔的線寬描述：無(wú)源諧振腔的線寬描述：1212cccR 4個(gè)參量（、R、Q、C）是等價(jià)的，知道其一，就知道其余1.1.由腔鏡反射不完全引起的損耗由腔鏡反射不完全引起的損耗2210

5、1 20 1 201 2(0,1ln()2rGLrII rr eI rr GI err 無(wú)源腔）當(dāng)r1=1，r2=r1時(shí)1 2ln()lnln1 (1)(1)1(1)2rrrrrrr2.2.平行平面腔中斜向傳播波型的幾何損耗平行平面腔中斜向傳播波型的幾何損耗2.2.平行平面腔中斜向傳播波型的幾何損耗平行平面腔中斜向傳播波型的幾何損耗設(shè)光線經(jīng)m次往返逸出腔外02(2222m LDDmLLDLmtmccLDc甚小）3.3.腔鏡傾斜時(shí)的幾何損耗腔鏡傾斜時(shí)的幾何損耗3.3.腔鏡傾斜時(shí)的幾何損耗腔鏡傾斜時(shí)的幾何損耗設(shè)光線經(jīng)m次往返逸出腔外2122610(21)221 35(21)2()2LLLLmDLmDL mDDmL 3.3.腔鏡傾斜時(shí)的幾何損耗腔鏡傾斜時(shí)的幾何損耗設(shè)光線經(jīng)m次往返逸出腔外01222()LmtmcDLc代入得：4.4.衍射損耗衍射損耗4.4.衍射損耗衍射損耗 孔徑為2a的平行平面腔等效于孔徑為2a的孔闌傳輸線，衍射的第一極小值出現(xiàn)在1.220.612aa的方向忽略第一暗環(huán)以外的光；假設(shè)中心亮斑內(nèi)光強(qiáng)均勻分布。4.4.衍射損耗衍射損耗設(shè) W0總光能； W-射入第二孔徑內(nèi)的光能。22222222022()221112211(0.61)1111waaawa aLaaLLaaL