Лекция 5: Волновая оптика. Оптика световых пучков. Оптические резонаторы презентация

расходимость. Причем чем меньше диаметр, тем быстрее.

Плоская волна – бесконечна в пространстве, но нет расходимости.
Сферическая волна – точечный источник и максимальная расходимость.
Параксиальное приближение – оптический пучок

приближении

Параметры A0= A1/jz0 и z0 определяются из граничных условий

Сферическая волна в параксиальном приближении дает параболическую волну, Гауссов пучок другое решение с квадратичной зависимость фазового фронта.

при

Расходимость

см имеет глубину фокуса 1 км, при размере 2 мкм, всего лишь 1 мм

плоская волна

Фаза и волновой фронт

искривление волнового фронта

только размер пятна и радиус кривизны волнового фронта (преобразование Фурье от функции Гаусса – Функция Гаусса)

Уравнение линзы

Тонкая линза

фронт с одинаковым радиусом кривизны

Оптические фильтры
Лазеры

Волновая оптика пучков используется для анализа мод резонаторов

= 15 см, n = 1, FSR = 1 ГГц

Решение в виде стоячих волн

Свободный спектральный диапазон (FSR)

Зеркала имеют конечное отражение
(R<1 –коэффициент отражения по интенсивности)

Сходящаяся геометрическая прогрессия

выразить экспоненциальное затухание

Соотношение неопределенности

Добротность

Обычно очень высокий

юстировки

Для меридиальных лучей в приближении лучевой оптики
(пересекают оптическую ось)

Сферические зеркала более устойчивы к рассогласованию

точность юстировки

Симметричный резонатор стабилен только для вогнутых зеркал R<0

плоскими зеркалами требует высокую точность юстировки

Радиус кривизны поверхности зеркал должен совпадать с радиусом кривизны волнового фронта

кривизны волнового фронта, что и Гауссов пучок, поэтому тоже являются собственными модами резонатора.

Однако при прохождении резонатора различные моды будут приобретать различный набег фазы.


Разным индексам будут соответствовать разные резонансные частоты