Оптический резонатор

Резонатор (обычно открытый) оптического диапазона длин волн, образованный совокупностью отражающих поверхностей, в котором могут возбуждаться и поддерживаться слабозатухающие электро-магнитные колебания различного вида (различные моды колебаний). Отражающими элементами в Оптического резонатора служат зеркала, в большинстве случаев представляющие собой стеклянные пластины, призмы и тому подобное с напылёнными на их поверхноо (для увеличения коэффициента отражения) диэлектрическими или металлическими покрытиями. Иногда в качестве зеркал в Оптическом резонаторе используются призмы полного внутреннего отражения, дифракционной решётки отражательного типа и тому подобном. В отличие от объёмного резонатора, применяемого в диапазоне СВЧ, в Оптическом резонаторе боковые отражающие стенки отсутствуют. 

Благодаря этому в Оптическом резонаторе слабозатухающими оказываются только те (весьма немногочисленные) моды, которые распространяются вдоль оптической оси резонатора, часто называются осевым контуром; все другие моды быстро затухают. В результате в резонаторе происходит сильное "разрежение" спектра собственных колебаний. Оптические резонаторы применяются в лазерах и интерферометрах в качестве резонансной системы. Впервые открытый резонатор для приборов оптического диапазона, представляющий собой систему из двух плоских параллельных зеркал, предложили в 1958 советский физик А. М. Прохоров, а затем американский учёные Р. Г. Дикке, А. Л. Шавлов и Ч. Таунс. Пространственная конфигурация мод в таком резонаторе образуется в результате дифракции волн на краях зеркал или внутрирезонаторных диафрагм. Оптический резонатор с плоскими зеркалами требует исключительно точной юстировки зеркал, так как даже при незначительных их перекосах потери в резонаторе резко возрастают.

По этой причине такие Оптические резонаторы не нашли широкого применения в лазерах. Все разновидности резонаторов для лазера классифицируются по двум независимым признакам: а) по конфигурации осевого контура; б) по способу формирования пространств, структуры мод. Резонатор с осевым контуром в виде незамкнутой линии (прямой или ломаной) называют линейным резонатором в виде замкнутой линии - кольцевым резонатором.

В соответствии со способом формирования пространств, структуры мод различают Оптические резонаторы с плоскими, сферическими зеркалами и резонаторы с распределённой обратной связью. Оптический резонатор со сферическими зеркалами подразделяются на устойчивые и неустойчивые. В устойчивых устройствах излучение не покидает резонатор после многократных проходов между зеркалами. В таких приборах поперечные размеры мод О существенно меньше размеров зеркал Ф и дифракционные потери малы. В неустойчивых резонаторах излучение быстро (через малое число проходов) покидает резонатор. В таких приборах и дифракционные потери велики. Устойчивость Оптических резонаторов определяется соотношением между радиусами кривизны зеркал и длиной резонатора.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.