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第1章 什么是激光的模式
1.1 激光的特性参数
激光是一种电磁波，所谓激光的模式，就是输出电磁波的各种参数或特性，包括
- 频率大小
- 幅度大小
- 相位大小
- 功率大小
- 偏振方向
1.2 激光的“模”
“模”就是模式，就是激光的电磁波的分布情况：
横模：是从电磁场的角度来分析激光的电场分布状况的，或称为电磁波在横截面上的能量分布情况。
纵模：是从频率的角度来分析激光频谱的分布状况的。
1.3 选模
第2章 纵模
2.1 什么是纵模
纵模是指激光的上下震荡的模式，即激光震荡频率的大小。
激光在谐振腔中是反复震荡，其震荡频率与谐振腔的长度有一定的数值关系。
模是与激光腔长度相关的，所以叫做“纵模”，是描述激光频率的。
2.2 纵模的决定因素
理论上激光腔内可以产生无数个等间距频率的光，但由于增益介质只对特定频率（谐振频率）的光产生最大增益，其他频率的光被抑制掉，即在谐振时会筛选出符合谐振频率的谐振激光，所以，激光器一般仅输出一个特定频率的激光。
纵模是指频率而言的。沿腔的轴线方向（纵向）形成驻波，驻波的波节数由q决定。
通常将由整数q所表征的腔内纵向场分布称为腔的纵模。
不同的q值相应于不同的纵模。
纵模q(q个不同频率)单独的决定模的谐振频率个数。
上图中，注意观察横纵坐标代表的物理量，说明在一个频率区间内，分布了5个纵模（即五个频率的激光，q=5），且强度不等，如同一个不理想的带通滤波器。
在实际的激光器谐振腔振荡中，会出现模式竞争现象，增益大的纵模（如图中的中心处纵模）会“强者愈强”，使得增益小的纵模最终无法达到激光器振荡阈值，不再振荡，实现单模选频输出，即单纵模输出。
简单的说纵模就是频率, 横模就是激光在横切面上的电磁场分布。
纵模是沿腔轴线方向的电磁场的本征态. 纵模数表示激光震荡的频率数, 表征激光的单色性好坏. 单一纵模的单色性最好.
所谓的纵模，对应一个输出的波长，
单纵模，腔内只有一个单个波长；
多（纵）模，腔内有多个波长；
（这是腔Q值高，线宽无限窄的情况；如果腔的Q值低，多模看起来也就1个波长，只是显的线宽比较宽而已）
拿图片直观看，纵模间距 ：
其中 为光速，
举个例子，腔长15cm，那么纵模间距就是1GHz，
（栗子很好用的，你就不用看公式和单位了：30cm 500MHz、50cm 300MHz…无脑怼）
一个激光，可以是单纵模的，也可以是多纵模的，看怎么设计了...
2.3 单纵模的选模方法
（1）方法1：法布里-珀罗标准具
法布里-珀罗干涉仪是主要由两块平板玻璃或石英板构成的一种干涉仪。两块板朝里的表面各镀有高反射率的部分透射膜，并且相互平行；两板之间形成一平行平面空气层。光在这两个镀膜面之间空气层之间反复反射，形成多光束的等倾干涉圆环。
法布里-珀罗干涉仪结构和光路如图1所示。为避免没有镀膜的外表面反射的光的干扰，两块平板常做成楔形，楔角约1'-10'。
（2）方法2：三反射镜法
第3章 横模
3.1 什么是横模
横摸描述的是激光在横截面上的光斑上的能量分布情况，
横模可以从激光束横截面上的光强分布看出来，
横摸描述的是激光照射在平面上的光斑上的能量分布情况。
光斑类似树木的横截面的形状。
如下图所示，高斯分布的光束的截面上光强分布曲线情况：中心高，辐向减小，满足高斯分布。
由于中心为一个光斑，称之为TEM00基模，这是最简单的一种横模。
至于TEMxy的命名规则，见下图：
上图就是激光束在横截面上的能量分布的几种模式，其中00称为基模。
3.2 纵模的决定因素
3.3 单横模的选择方法
单横模的选择方法是在谐振腔内放置合适的光阑。
3.4 光阑
光阑是指在光学系统中对光束起着限制作用的实体。
它可以是透镜的边缘、框架或特别设置的带孔屏。其作用可分两方面,限制光束或限制视场(成像范围)大小。
光学系统中限制光束最多的光阑，称为孔径光阑，限制视场(大小)最多的光阑，称为视场光阑。
由上可知,孔径光阑和视场光阑两者都是实物。
决定光学系统的孔径光阑的一般规则是：从物点看光阑或光阑的像，由其中张角最小的那一个,来决定光学系统的孔径光阑。如果张角最小的是某光阑的像，则该光阑本身就是孔径光阑。
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