自由光谱范围 Free spectral range

2023-02-20 09:48:20 浏览:423

定义

光学谐振器轴向模态的频率间隔。

光学谐振器(腔)的自由光谱范围是其轴向(高斯形)谐振器模式在光学频率方面的间距。 它也称为轴向模距。 对于长度为L的空驻波谐振器,可以计算为:

自由光谱范围 Free spectral range

对于环形谐振器,由于没有双通道,因此去掉了因子2。

对于充满色散介质的驻波谐振器,自由光谱范围由组折射率决定,而不是由普通折射率决定:

自由光谱范围 Free spectral range

这是因为往返相移 2 k L = 2 L n ω/c 从一个谐振到下一个谐振必须变化 2π,并且只有通过组指数才能考虑往返相移的全部频率依赖性(包括折射率的频率依赖性)。 由于色散,组指数可能与折射率有很大偏差,并且通常与频率有关。

对于波导谐振器,必须使用频率相关的有效折射率计算组指数。

更一般地说,例如对于包含不同透明介质的光学谐振器,自由光谱范围是光脉冲的往返时间(更准确地说,往返群延迟)的倒数。

法布里-佩罗干涉仪(或Lyot滤光片)的自由光谱范围通常会限制其用作光谱仪的光学频率范围。 因此,需要较大的自由光谱范围。 只需缩短谐振器即可获得它 - 然而,只要使用相同的反射镜,这也会导致更大的共振带宽,从而导致较差的光谱分辨率。 为了获得更好的分辨率,需要通过最小化循环光的往返功率损耗来提高技巧。

对于波长可调的单频激光器,自由光谱范围通常(但并非总是)限制了可实现的无跳模调谐范围。

光学器件

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