光学谐振腔的稳定条件是什么?
在光学谐振腔中,光在两个反射镜之间不断地来回反射,因此通常要求谐振腔保证光在腔内来回反射过程中不会离开谐振腔。满足这一要求的型腔称为稳定型腔。讨论光在谐振腔中的行为,可以通过光在腔内往返传输的矩阵表示来证明:对于腔长为L、镜面曲率半径为R1和R2的谐振腔,稳定条件是:

0<(1-L/R1)(1-L/R2)<1或(1-L/R1)=(1-L/R2) ⑴
引入型腔几何参数因子,若令
\n g1=1-L/R1 ⑵
g2=1-L/R2 ⑶
则谐振腔的稳定条件可表示为: 0
也就是说,当腔体的几何参数满足上述条件时,腔体内的近轴光在腔体内来回多次,而不会横向逸出腔外,我们说谐振腔处于稳定工作状态。通常称式⑷通常称为谐振腔的稳定性判据。由于存在g1g2>0的条件,对于稳定的谐振腔结构,g1和g2具有相同的符号。如果它们有不同的迹象,则腔不稳定。
延伸阅读:
一.光学谐振腔又称光腔或激光谐振腔,是激光技术中的关键部件之一。它是一种物理结构,旨在让光波在其中反复来回反射,并通过这种反馈机制实现特定频率光波的共振和增强。在激光器中,光学谐振腔通常由两个或多个高反射镜(至少一个是部分透射的)组成。这些镜子相互平行放置或按照一定的曲率半径形成一个封闭的空间,它们连接到激活介质(例如激光晶体、气体放电管或半导体材料等)。
二.在谐振腔内,光波受到激活介质增益的影响后,在满足谐振条件时会在腔内不断地来回传播并积累能量。当增益超过损耗时,就会发生激光振荡。光学谐振腔的功能包括:
1.选择性放大:只对光波的特定模式(横模和纵模)提供正反馈,使其在腔体内继续振荡并被放大。
2.控制激光特性:决定输出激光束的质量,如单色性(即频率稳定性)、方向性和光束形状(如高斯光束)等。
3.模式锁定:保证激光器工作在单一稳定模式,减少多纵模工作引起的光谱展宽。
-
共聚焦显微镜与荧光显微镜的技术特性、性能对比及应用场景分析
在材料科学微观结构解析、工业生产精密质控及生命科学细胞机制研究等领域,微观成像技术是获取关键信息的核心手段。共聚焦显微镜与荧光显微镜作为两类以荧光信号为检测基础的主流成像设备,虽均能实现特异性标记成像,但在光学设计原理、核心性能指标及实际应用适配性上存在显著差异,其技术特性的不同直接影响微观分析工作的效率、数据准确性及研究深度。本文从技术本质出发,系统梳理两类设备的核心区别,为科研与工业场景的技术认知及应用判断提供专业参考。
2025-10-27
-
光学镜片质检核心技术—退膜技术的原理与应用价值
在光学镜片制造与质量管控领域,精准定位表面瑕疵根源是保障产品合格性的关键环节。当镀膜镜片出现表面褶皱、斑点等不良问题时,由于膜层的覆盖作用,直接检测难以区分问题源于基材加工、镀前清洗还是镀膜过程——而退膜技术作为一种兼具针对性与破坏性的分析手段,恰能突破这一技术瓶颈,成为解决此类疑难质量问题的“最后杀手锏”。
2025-10-27
-
【光学材料】硅晶圆与玻璃晶圆清洗工艺的差异分析
在半导体及显示器件生产过程中,清洗工艺是保障产品良率的关键环节,但不同基材的清洗需求与技术路径存在显著差异。某玻璃载片生产场景中,经清洗后的载片虽通过外观检测,却在后续镀膜工序中出现膜层附着力批量不良;同期某半导体产线则发现,芯片漏电率异常升高,溯源结果指向硅晶圆清洗环节中稀氢氟酸(DHF)槽工艺时间漂移,导致自然氧化层(SiO₂)去除不彻底,进而引发栅极氧化层缺陷。上述案例表明,即便同为“晶圆清洗”,硅晶圆与玻璃晶圆面临的技术挑战、失效模式截然不同。这种差异的根源,在于两种材料的物理化学特性、应用场景对洁净度的规格要求存在本质区别,最终决定了二者清洗工艺的核心逻辑与技术方案的分野。
2025-10-27
-
量子光学领域重大突破:超表面体系中光子对法诺干涉现象的首次观测
近日,美国桑迪亚国家实验室的JihoNoh(第一作者)与IgalBrener(通信作者)团队在国际顶尖学术期刊《Light:Science&Applications》发表重磅研究成果。该团队通过设计基于[110]取向砷化镓(GaAs)的量子光学超表面,将SPDC效率提升近一个数量级,并在双光子光谱中首次捕捉到以法诺形式呈现的双光子干涉现象。此项研究不仅丰富了纠缠光子的生成路径,更为量子技术的集成化、小型化发展提供了更具潜力的核心平台支撑。
2025-10-27
