Продольный режим - Longitudinal mode
 | Эта статья не цитировать любой источники. (Октябрь 2011 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
А продольная мода из резонансная полость особый стоячая волна шаблон, сформированный волны заключен в полость. Продольные моды соответствуют длины волн волны, усиленные конструктивными вмешательство после множества отражений от отражающих поверхностей полости. Все другие длины волн подавляются деструктивной интерференцией.
Картина продольных мод имеет узлы расположен аксиально по длине полости. Поперечные моды, с узлами, расположенными перпендикулярно оси полости, также могут существовать.
Простая полость
Типичным примером продольных мод являются свет длины волн, производимые лазер. В простейшем случае лазерный оптический резонатор образуется двумя противоположными плоскостями (плоскими) зеркала окружающий получить средний (плоскопараллельная или Фабри-Перо полость). Разрешенными модами резонатора являются те, в которых расстояние между зеркалами L равно точному кратному половине длины волны, λ:
куда q - целое число, известное как порядок режимов.
На практике расстояние между зеркалами L обычно намного больше длины волны света λ, поэтому соответствующие значения q большие (около 105 до 106). Частотное разделение между любыми двумя соседними модами, q и q+1, в материале, прозрачном на длине волны лазера (для пустого линейного резонатора длиной L) на Δν:
куда c - скорость света, а n - показатель преломления материала (примечание: n≈1 в воздухе).
Композитная полость
Если полость не пуста (т.е. содержит один или несколько элементов с разными значениями показатель преломления ), значения L используются длина оптического пути для каждого элемента. Частотный интервал продольных мод в резонаторе тогда определяется как:
![Delta nu = { frac {c} {2 sum _ {i} n_ {i} L_ {i}}} = { frac {c} {2}} left [{ frac {1} { n_ {1} L_ {1} + n_ {2} L_ {2} + n_ {3} L_ {3} + ldots}} right]](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/79c6ccbcae8742ca93f3cc3737f198b347375749)
куда пя - показатель преломления i-го элемента длины Lя.
В более общем смысле, продольные моды могут быть найдены для любого типа волны в резонаторе путем решения соответствующих волновое уравнение с соответствующими граничные условия.
Обе поперечный и продольные волны может иметь продольные моды при ограничении полости.
Анализ продольных мод особенно важен в лазерах с одной поперечной модой, например, в одномодовых. волоконные лазеры. Число продольных мод такого лазера можно оценить как отношение спектральной ширины усиления к спектральному разделению продольных мод.
Мощность на продольную моду
Для лазеров с одиночной поперечной модой мощность, приходящаяся на одну продольную моду, может быть значительно увеличена за счет связное сложение лазеров. Такое добавление позволяет как увеличить выходную мощность одномодового лазера с поперечной модой, так и уменьшить количество продольных мод; потому что система автоматически выбирает только те режимы, которые являются общими для всех комбинированных лазеров. Уменьшение количества продольных мод определяет пределы связное сложение. Возможность когерентного добавления одного дополнительного лазера исчерпывается, когда одна продольная мода, общая для комбинированных лазеров, находится в пределах спектральной ширины усиления; последующее добавление приведет к потере эффективности когерентной комбинации и не увеличит мощность на продольная мода такого лазера.