光学谐振器

光学谐振腔是激光源中的关键组件，通过反射镜或反射表面来回反射光来提供光学反馈。它将光子限制在特定的空间模式中，使其能够与增益介质反复相互作用，从而实现粒子数反转和受激发射，这是产生相干激光输出所必需的。谐振腔决定了激光器的空间模式质量、光束发散角、波长稳定性和输出功率特性。在计算机、电子和光学产品制造的背景下，该组件用于激光系统，应用于材料加工、医疗设备和科学仪器等领域。谐振腔通常由两个或多个反射镜组成，一个高反射，一个部分透射，对准形成稳定的腔体。增益介质可以是固态晶体如Nd:YAG或Ti:Sapphire、气体或半导体，放置在腔体内。当增益介质被外部能源激发时，它发射光，光在反射镜之间来回反射，刺激进一步发射并放大光。只有满足腔体共振条件的波长得以维持，导致窄光谱输出。谐振腔的设计参数，如长度、反射镜反射率、输出耦合器透射率、光学孔径、表面平整度、表面粗糙度、热膨胀系数、工作温度和重量，对于实现所需的激光性能至关重要。这些参数由制造商指定，必须针对特定型号和应用进行验证。谐振腔的性能还受到环境因素的影响，如温度波动，可能导致热膨胀和失调。定期维护和对准检查是确保最佳运行所必需的。光学谐振腔是激光技术的基本构建块，其正确的设计和实施对于可靠和高效的激光运行至关重要。

增益介质中产生的光进入谐振腔，在两个或多个反射镜（一个高反射，一个部分透射）之间反射。每次通过增益介质时，光子刺激额外发射，放大光。只有满足腔体边界条件的特定波长（共振模式）才能相长干涉并持续存在，其他波长被抑制。部分透射镜允许一部分放大光作为激光束输出。