二纵模选择方法特点：只能选出具有一定宽度的谱线，不能选出单一的频率。1色散腔粗选频率方法:利用腔镜反射膜的光谱特性或在腔内插入棱镜或光栅等色散元件，不同波长的光束在空间分离，然后设法仅使较窄波长区域内的光束在腔内形成振荡。第30页，共46页，星期日，2025年，2月5日图5.3-1所示是腔内插入色散棱镜的粗选装置图。AccTBCDO图5.3-1色散棱镜粗选原理示意图α1=α2=αφ设腔内之光束所允许的发散角为θ，则由于色散棱镜的分光作用，腔内激光波长所能允许的最小波长分离范围为第31页，共46页，星期日，2025年，2月5日另一种色散腔是用一个反射光栅代替谐振腔的一个反射镜，如下图所示：设腔内之光束所允许的发散角为θ，则光栅色散所能允许的最小分离波长范围是：2tanθ0θ第32页，共46页，星期日，2025年，2月5日2F-P标准具法（1）F-P标准具的原理F-P对不同波长的光束具有不同的透过率：第33页，共46页，星期日，2025年，2月5日第1页，共46页，星期日，2025年，2月5日主要内容5.1概述5.3纵模选择技术5.4模式测量5.2横模选择技术第2页，共46页，星期日，2025年，2月5日5.1概述选模的目的：1、减少激光的模式数2、改善激光的方向性3、提高单色性。第3页，共46页，星期日，2025年，2月5日5.1概述激光器的模式：模式：在腔内可能存在的稳定光场的本征态-模式。（本征态是指聚合物未经任何物质掺杂）量子理论：可能区分的光子态。量子电动理论：电磁场的可能区分的量子态。腔内：纵模和横模第4页，共46页，星期日，2025年，2月5日5.1概述横模：在腔中垂直腔轴方向的电磁场的本征态改善激光的方向性第5页，共46页，星期日，2025年，2月5日5.1概述纵模：沿谐振腔轴线方向上的激光广场（电磁场）分布。改善激光的单色性。第6页，共46页，星期日，2025年，2月5日横模横模：腔内电磁场在垂直于其传播方向z的横向x-y面内存在的稳定场分布激光的模式表示：TEMmnTEM：横向电磁场;m、n：横模的序数m=n=0的模式（TEM00）称为基模，光斑最简单的结构不同的横模，光场分布不同，光束的发散角不同第7页，共46页，星期日，2025年，2月5日基横模为什么要选出基横模？基横模特点：1、光强是高斯形2、发散角最小随着横模序数的增加：1、光场的范围加大2、分布不均匀3、发散角越来越大。第8页，共46页，星期日，2025年，2月5日为什么要选出基横模一般激光器中有很多模式振荡，实际的光场分布是复合模。为了改善激光的方向性，必须选出基横模。第9页，共46页，星期日，2025年，2月5日不同横模的光场强度分布第10页，共46页，星期日，2025年，2月5日改善激光方向性、提高单色性为什么要改善激光方向性、提高单色性？从实际应用需求来看：1、激光打孔2、激光全息第11页，共46页，星期日，2025年，2月5日横模的形成第12页，共46页，星期日，2025年，2月5日第13页，共46页，星期日，2025年，2月5日横模的选择基本原理：不同横模的衍射损耗不同腔的总损耗：δ=δd+δi激光振荡的条件是Gδ（单程增益大于单程损耗）第14页，共46页，星期日，2025年，2月5日横模的选择要选出基横模而使其他高阶模不能振荡两条原则：①高阶模与基横模的衍射损耗之比要大，δ10/δ00大,即增大横模间的衍射损耗差别。（δ10要大）②衍射损耗与总损耗之比δd/δ要大，即总损耗主要由衍射损耗决定。第15页，共46页，星期日，2025年，2月5日影响衍射损耗的因素衍射损耗的大小是选横模的关键，衍射损耗与哪些因素有关？(1)与腔型，即g参数有关，不同腔型，衍射损耗不同；g=1-L/Ra、稳定腔b、准稳腔c、非稳腔??????第16页，共46页，星期日，2025年，2月5日影响衍射损耗的因素(2)与模序数有关，同一腔型不同横模，衍