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激光打码机横模的选择

作者:-发表时间:2015-4-6
 如果要提打码机高输出激光的相干性,就需要限制纵模频率和横模的模式。在光学谐振腔内某些频率的光形成稳定的驻波,因为这些稳定驻波的频率与腔的纵向长度有关,故这样的每一个振动模式称为一个“纵模”(longitudinal mode),可以通过阈值条件或调节谐振腔的腔长来选择纵模频率。
 
  输出激光的光强沿腔的横向也有不同振动模式的各种可能的稳定分布,这样的某一横向的光强分布模式称为一个“横模”(transverse mode)。激光横模形成的主要因素是谐振腔两端反射镜的衍射作用。激光谐振腔两端有反射镜,腔内激光物质也有一定大小的横截面,光在腔内传播相当于不断经过光阑,因此会引起衍射,使振幅和相位的空间分布发生畸变。最后当振幅和相位的空间分布达到稳定状态时,激光打码机才从输出镜输出激光。
 
  取激光器轴向为直角坐标系的z轴,以谐振腔中心点为原点,在与z轴垂直的平面上取互相垂直的x轴和y轴。用符号TEMmn表示各种横向模式。m、n均为正整数,分别表示在x轴和y轴方向上光强为零的那些点的序数,称为模式序数。输出激光束横截面上横模的光斑图表示在下图中。基模又称TEM00模,其光斑中任何一点光强都不为零。若光斑在x方向上有一点光强为零,称为TEM10模;在y方向上有一点光强为零,称为TEM01模。以此类推,模式序数m和n越大,光斑中光强为零的点的数目越多。除基模为低次模式外,其它的激光打码机模式都称为高次模式。
 
  激光打码机仅有基横模的激光束称为单横模激光,其平行性好,发散角小。有不同横向模式的激光束称为多横模。从空间相干性来说,各次横模的空间相干性都很好,但高次横模多数伴随多横模运转,因而空间相干性比基横模差些。
 
  激光打码机除有特殊需要外,一般都选择基横模输出,因为基横模有以下特点:亮度高、发散角小、在激光光束的横截面上径向光强分布较均匀、横截面上各点的位相相同,空间相干性最好。
 
  调节谐振腔可抑制高阶横模,激光打码机在谐振腔中插入半径略大于基横模半径的光阑,就可得到基横模的输出。
 
 
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