HeNe激光器纵模的观测在加热过程中监测任何氦氖激光器的输出功率将显示由于纵模循环导致的输出功率变化。对于短管，功率波动可接近20%；对于长管，它们可能小于2%。有很多方法可以真正“看到”激光的模式，包括使用扫描法布里-珀罗干涉仪。然而，对于只有1或2个模式的短管来说，仅从输出功率和偏振度就可以非常直观地解释发生了什么。所需要的只是一个光电二极管和激光功率计以及检偏器。功率计可以设置在输出光束中，检偏器用来过滤不需要的偏振。或者，可以使用非偏振分束器来提供两个光束。在其中一路添加一个定向的偏振分束器，如此可以观测偏振的变化。改变检偏器的方向将影响强度变化的幅度。对于大多数红色HeNe激光器，纵 ...
HeNe激光器的纵模牵引简单理论表明激光在腔谐振频率c/2L的倍数上振荡，但实际上在大多数情况下并非如此。不完全位于增益曲线中心的纵模将在频率上略微偏离这些频率，并被拉向增益曲线的中心，距离越远偏移越大。示意如图，两个纵模向增益峰值频率v0偏移，这个效应被称为纵模牵引。简单来说，谐振腔的带宽会对模式牵引造成影响，它主要取决于镜子的反射率和腔长度。因此，如果由于腔谐振变化导致增益曲线变化而使净增益稍微偏向一侧，则激光波长将沿该方向移动。当激光束照射像电二极管等高速光电探测器时，除了直流功率项外，还有接近c/2L倍数的基差频，以及二阶差频，与c/2L相比，二阶差频的频率相对较低。随着腔长度的变化和 ...
振态控制法，纵模控制法等。而这些方法大多数集成在激光器内部来做输出光功率稳定。如果在外部做功率稳定，可以获得更好地功率稳定，并且在此基础上，还可以做额外的光调制。功率稳定系统基于传统的PID控制算法，系统结构如下图1所示，主要由光源、调制器、分束棱镜、探测器、控制器、调制器驱动组成。一束激光经过调制器后，再由分束棱镜给探测器一部分采样光，探测器将当前的功率信号及功率抖动反馈给控制器，控制器基于反馈信息给出一个相反的调制信号，由调制器驱动施加在调制器上，最终输出稳定功率的光信号。在上面的结构中，主要器件有调制器和控制器，调制可以是电光或者声光调制器；控制器集成了PID算法调节反馈电路，如下图2所 ...
横模又满足单纵模，其谐振器内只有单一纵模进行震荡，并且输出激光器光斑的能量分布呈高斯分布，除了激光器激光本身具有极好的单色性和方向性之外，单频激光器拥有普通激光器难以达到的相干长度和超窄的谱线宽度的特点。从光子的观点来看，腔的模式也就是腔内可以区分的光子状态，同一模式内的光子具有完全相同的状态，腔内电磁场的空间分布可分解为沿传播方向(腔轴线方向)的分布和在垂直于传播方向的横截面内的分布。其中，腔模沿腔轴线方向的稳定场分布称为谐振腔的纵模，而在垂直于腔轴的横截面内的稳定场分布称为谐振腔的横模。常见的动态单纵模激光器有：①短腔激光器，通过缩短腔长加大纵模间隔来实现单纵模工作的。常规结构和工艺的短腔 ...
，可以实现单纵模工作。同事利用光纤光栅与纵向拉力的关系，采用拉伸光纤光栅的方法可以实现波长的连续可调。可调范围最多可以达到16nm以上。光纤光栅的选频原理如下图所示，靠近泵浦端的FBG1光纤光栅对于泵浦波长具有高透低反的的特性，泵浦光经过FBG1之后进入增益光纤，在增益光纤中形成粒子数反转产生受激发射光。远离泵浦端的光纤光栅FBG2一方面承担对腔内信号激光反馈作用，另一方面腔内信号激光必须从该光纤光栅耦合输出。经过FBG1和FBG2共同构成的谐振腔对激光进行选频，得到所需波长的激光输出。根据光纤光栅的耦合模理论光纤光栅的反射率表示为其中L为光栅长度，k为耦合系数光纤光栅激光器具有很多优点，尤其 ...
于相干性受多纵模而非噪声限制的激光器，相干长度可能可以更准确地称为“相干周期”，因为高对比度区域将在相干长度的倍数处重复出现，尽管由于噪音和距离增加了一些退化。 因此，虽然法布里-珀罗（线性腔）激光器（如HeNe）的相干长度通常被认为是管长度，但可用的相干长度要短得多。在HeNe激光器中，通常只有几个（但不止一个）纵模。这些腔模必须满足驻波标准，该标准规定反射镜之间必须是整数个半波长。在频域中，这意味着两种模式之间的“距离”是∆nu = c/(2L)，其中L是激光器的长度。模式之间的拍频引起时间相干性的周期性变化，周期为2L/c，即在光程差为n*2L（n为整数）的两个光束之间获得完全相干性。如 ...
竞争任何给定纵模下的输出功率不会以平滑（高斯）方式变化的主要原因是模式竞争。如果没有模式竞争，增益不会饱和并且所有模式增益都相同。因为不同的激光模式共用处于激发态的原子，所以它们会争夺这些原子。当仅存在2或3种模式时，这一点最为显着，因为每种模式都占总输出功率的很大一部分。因此，极化输出功率曲线的包络线的形状一定是非高斯的。而一旦理解了模式竞争的规律就能更好的理解输出功率曲线的形状：1个模式：在模式扫描期间，输出功率将平滑地变化，大致遵循高斯氖增益曲线的轮廓（减去激光阈值）。真正的激光器在整个模式扫描过程中可以是单模的唯一方法是，腔体大约为10厘米或更小，或者有一种额外的方法强制 SLM 操作 ...
形状又由每个纵模的精确振幅和相位关系决定。例如，对于产生高斯时间形状脉冲的激光，最小可能脉冲宽度Δt由下式给出：值0.441被称为脉冲的时间带宽积，并根据脉冲形状而变化。对于超短脉冲激光器，通常假设双曲正割平方（sech2）脉冲形状，给出0.315的时间带宽积。利用该方程，可以计算出与测量的激光光谱宽度一致的最小脉冲宽度。对于光谱宽度为1.5 GHz的氦氖激光器，与此光谱宽度一致的最短高斯脉冲约为300皮秒；对于128太赫兹带宽的钛宝石激光器，这个光谱宽度只有3.4飞秒。这些值代表与激光器线宽一致的最短高斯脉冲；在实际的锁模激光器中，实际的脉冲宽度取决于许多其他因素，例如实际的脉冲形状和腔的整 ...
足阈值条件的纵模在振荡过程中相互竞争，导致只有相对靠近中心频率的纵模取胜，而其他模式都被抑制。而跳模正是因为模式竞争而引发的。如下图所示，在图（a）中νq相比νq+1更靠近中心频率ν0，因此在模式竞争中νq取胜，激光器输出激光频率即为νq。但是由于半导体激光器的输出频率受到温度以及腔长的影响，当腔内温度升高，放电管热膨胀，粘在放电管两端的反射镜片距离增加，即腔长变长，而纵模的频率由如下公式决定：因此当腔长L变长后，频率整体向低频方向移动，如图（b）所示，此时由于νq+1相比νq更靠近中心频率ν0，对于激光器来说输出频率从本来的νq突变为νq+1的激光，这就发生了一次跳模。由驻波条件可知腔长即半 ...
各异、因此多纵模激光之间的为非相干迭加。时域上光强无规则。但通过锁模技术使激光器谐振腔中的的多模光初始相位一致：设谐振腔内有共个模，又设相邻模式的角频率相差则其中为中心角频率，于是式(2)可以表示为：其中为多模激光器中的光总和电场表达式，如果初始相位一致可以表示为则式(3)可表示为：对于锁模激光器的输出光强可由简单表示如下：式(5)中所示锁模激光器的光强输出有时间规律性：当时有极大值，且极大值正比于所以谐振腔中的模数越多，锁模脉冲激光器的峰值光强越大(如图1所示)。更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调 ...
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