《激光谐振腔》

第一章高斯光束的传输1

1 光波传输的基本方程式1

1.1 波动方程式1

1.2 在真空中传输的平面波3

1.3 复数的描述方法4

1.4 相互作用的洛仑兹模型5

1.5 平面波在均匀介质中的传输8

2 衍射问题的处理11

2.1 基尔霍夫-菲涅耳近似12

2.2 夫琅和费近似16

2.3 菲涅耳数的解释17

2.4 具有慢变化包络近似的衍射问题的处理18

3 径向有限制的光束传输19

3.1 在真空中传输的高斯光束19

3.2 在非均匀介质中传输的高斯光束24

3.3 ABCD定律27

3.4 几何光学的极限情况29

3.5 特定的光学矩阵30

4.1 高斯光束的图象方程式42

4 高斯光束的聚焦42

4.2 高斯光束的聚焦45

4.3 高斯光束的自聚焦48

4.4 多模的情形50

第二章法布里-珀罗干涉仪52

1 理想的法布里-珀罗干涉仪52

1.1 透射52

1.2 环系统55

1.3 分辨率56

1.4 起振时间和Q值58

2 实际的法布里-珀罗干涉仪59

2.1 精度59

2.2 反射镜的不平度60

2.3 有界限的反射镜60

2.4 光源的扩展64

2.5 反射镜的失调64

2.6 法布里-珀罗干涉仪的数字举例66

3 具有偏振元件的谐振腔68

3.1 偏振状态的描述68

3.2 琼斯(Jones)矩阵69

3.3 偏振矩阵的本征值74

3.4 在谐振腔中的偏振本征状态76

第三章稳定球面谐振腔83

1 无限大孔径谐振腔85

1.1 谐振腔的稳定性85

1.2 谐振腔的类型、光斑半径和光束发散角88

1.3 无限大反射镜中的横向波形92

2 透镜谐振腔和多模谐振腔的光束发散角106

2.1 工作物质的屈光度106

2.2 等效谐振腔111

2.3 透镜谐振腔的稳定性114

2.4 透镜谐振腔中基模的光束发散角和光场分布117

2.5 多模光束发散120

3 有限孔径谐振腔133

3.1 有限孔径共焦谐振腔135

3.2 有限孔径非共焦谐振腔140

3.3 孔径匹配的谐振腔142

4 增益分布对模结构的影响144

4.1 工作物质的增益饱和144

4.2 考虑增益介质影响的基尔霍夫-菲涅耳积分方程147

4.3 模式结构149

4.4 输出功率和发散角156

5 调整灵敏度157

5.1 g参数的影响157

5.2 反射镜的倾斜度158

5.3 反射镜失调理论的探讨160

5.4 反射镜失调的实验研究163

6 球面谐振腔作为光学延迟线164

7 相位共轭谐振腔(PCM谐振腔)167

8 望远镜谐振腔170

第四章非稳定球面谐振腔173

1 几何光学近似分析174

2 几种典型的谐振腔及其耦合输出177

3 波动光学的分析方法178

3.1 有效菲涅耳数178

3.2 反射率分布为高斯分布的反射镜180

3.3 锐边反射镜192

3.4 无界限孔径非稳定谐振腔的本征值194

4 非稳定谐振腔的发散角197

5 失调灵敏度201

参考文献205