定义
光可以在两个不同方向上独立循环的光学谐振器。
光学谐振器可以采用两种不同的拓扑结构：
- 线性谐振器（驻波谐振器）有两个端镜，具有垂直入射光。然后，循环光将不可避免地具有两个反传播成分。
- 环形谐振器没有任何端镜;没有一个谐振镜将光反射回自身。
例如，图1显示了一个环形谐振器，其中光通过部分透射镜注入，光通过另一个镜子耦合出来：
图1：环形谐振器，通过部分透射镜和输出耦合器反射镜进行外部光输入。
请注意，入射光导致光仅在一个方向上在谐振器中循环。因此，人们在右上角获得单个输出光束。
如果两个平面镜的传输相同，并且两个曲面镜具有高反射性，则谐振中有阻抗匹配：所有入射功率都在另一侧传输，并且实际上没有反射功率，因为直接反射的分量和谐振器泄漏的光通过相消性干扰相互抵消。
不同形式的环形谐振器
环形谐振器可以通过组合一些激光反射镜形成，如上所示。但是，还有其他可能性：
- 人们可以采用完全的内在反思。例如，这是针对非平面环形振荡器完成的（见图2）。参考文献[4]提供了另一个例子，其中使用与棱镜耦合的倏逝波。该机制提供了不同程度的耦合。
- 可以使用光纤形成光纤环形谐振器。这样，就可以实现往返时间很长的谐振器。光纤耦合器可用于将光耦合到谐振器中或提取光。
- 球形玻璃片可用作环形谐振器，展现出所谓的耳语画廊模式。使用瞬时波的棱镜可以耦合。
- 有微环腔，以集成光学元件作为波导结构实现。在这里，可以采用倏逝波耦合，直线波导近距离通过环。
与线性谐振器的区别
在各个方面，环形谐振器的特性与线性谐振器的特性不同：
- 反射光永远不会直接回到其光源，因为我们在任何镜面上都没有法向入射。这可能是环形谐振器的一个重要优势，例如，环形谐振器用作激光器的模式清洁器，否则激光很可能会受到背反射光的刺激。
- 当循环光照射到弯曲的（聚焦或散焦）共振镜时，这引入了一些散光，因为我们不可能有正常的入射。（弯曲镜的屈光度在切向和矢状方向之间是不同的。人们经常试图通过使用小的入射角来最小化散光。因此，通常使用蝴蝶结环谐振器几何形状，如图1所示，而不是例如反射镜入射角为45°的矩形几何形状。
- 在环形谐振器中，光可以独立地在两个不同的方向上循环，除非存在一些耦合，例如通过寄生反射引入。只要保持单向操作，就可以避免环形谐振器中存在反向传播光（靠近谐振镜，其中入射光束和反射光束有一些重叠）。因此，消除了空间孔洞燃烧效应。这与某些激光器有关（见下文）。
- 环形谐振器只有一个稳定区，例如相对于激光晶体热透镜的屈光度。线性谐振器有两个这样的稳定区。
环形谐振器的应用
共振增强腔
谐振增强腔用于各种应用，在这些应用中，可以利用循环光功率的大幅增加。
一个特别重要的应用是谐振频率加倍。在这里，环形谐振器几何形状（见图3）通常是首选，因为可以避免光向激光源的反向反射，并且很容易在单个镜子（通常是非线性晶体之后的镜子）上耦合出所有频率加倍的光。
图3：谐振倍频器。左下角的镜子应部分透射入射泵浦光，而其他镜子应完全反射泵浦光。右下角的镜子应该完全耦合出倍频光。
环形激光器
例如，图4显示了一个环形激光谐振器，其中包含一个激光晶体和一个法拉第隔离器：
图 4：环形激光谐振器，其中使用光隔离器强制单向操作。
虽然大多数激光器都是用线性谐振器实现的，线性谐振器暂时简化构建，但在某些情况下，环形激光谐振器是首选：
- 由于避免了空间孔燃烧，因此更容易实现单频操作。
- 腔内频率加倍仅在一个方向上产生频率加倍的光，这可能是有利的。
光学参数振荡器
同样，环形谐振器也用于光学参数振荡器（OPO）。在这里，人们通常对信号灯或惰轮波使用共振。在某些情况下，人们实现了双重谐振OPO，其中信号和惰轮都是谐振的。
滤波和信号处理
有一些应用是使用环形谐振器作为光学滤波器。例如，在集成光学器件中，人们可能会实现微小的环，这些环耦合到相对两侧的所有直波导。只有当输入到波导的光共振时，它才会耦合到环中并到达另一个波导，而所有光学频率的光由第一个波导传输。例如，这种技术可用于具有波分复用的光纤通信。
频率梳生成
特殊种类的环形谐振器用于产生频率梳[7，8]。
参考文献
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[9] R. Paschotta, case study on a ring resonator with the RP Resonator software
