模式清洁腔 Mode cleaner cavities

2022-11-08 16:15:21 浏览:192

定义

用作滤光片的光腔,用于提高激光束的光束质量。

具有单一光频率的高功率激光束可以通过光腔(谐振器)馈送,以提高其光束质量。 人们利用了这样一个事实,即一般来说,高阶谐振器模式的光学频率与基波(高斯)模式的频率不一致。 (这是由谐振器中的Gouy相移引起的。 当激光频率锁定为基模共振时,谐振器的高阶模态不处于共振状态,因此在传输中会强烈衰减。 因此,透射光束可以大大提高光束质量。 同时,对光谱进行了一些清理,因为只有共振中的光被完全透射,而其他光学频率分量被衰减。

为了实现高功率效率,必须优化输入波束与谐振器基波模式的模式匹配。

严格来说,术语模式清洁器有些不精确,因为这种设备“清洁”光束轮廓而不是模式。

共振模式清洁腔用于例如用于引力波检测的大型干涉仪,由于热透镜和高功率激光系统中的类似效应,很难直接从激光源实现所需的非常高的光束质量。

与非谐振模式清洁器相比,模式清洁腔可以实现更好的光束轮廓清理,同时可以提供光谱滤波。 此外,它们可以在更高的光功率下工作。 但是,它们仅适用于(准)单色辐射,需要仔细的模式匹配,并且更难设计和设置。

参考文献

[1] A. Araya et al., “Optical mode cleaner with suspended mirrors”, Appl. Opt. 36 (7), 1446 (1997), doi:10.1364/AO.36.001446
[2] B. Willke et al., “Spatial and temporal filtering of a 10-W Nd:YAG laser with a Fabry–Pérot ring-cavity premode cleaner”, Opt. Lett. 23 (21), 1704 (1998), doi:10.1364/OL.23.00170

光学器件

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