光电工程师社区

标题: 激光的模式 [打印本页]

作者: 幸福时光 时间: 2003-6-27 00:48
标题: 激光的模式
什么是光的模式啊？
既然光是横波，怎么会有纵模呢？
我真的不太明白请大家指教，谢谢！！！

作者: 土豆 时间: 2003-6-27 01:27
标题: 激光的模式
估计这个“模”是从向量的概念来的，
加上决定系统状态的“状态变量”可以有多个，
就有了系统状态“多维空间”的概念（不是几何多维空间），
所以现在就用外部容易测到的激光频率、方向、偏振、光斑分布等参数来描述激光束这个“系统”的状态，

开始其实只要注意：某个方向上的激光频率也就是“模”的意思了，
比如“纵模”就是纵向的光频率，“横模”就是横向的光频率，

这里的纵横是激光的传播方向，只是强调一下某个方向上激光束的情况，
不是振动的纵横问题（不过是什么在振动也还说不清，可能是“空间”在振动吧），
我说的差不多吧？还请各位指正，

作者: 冲浪高手 时间: 2003-6-30 00:40
标题: 激光的模式
微观范围内,光存在的一种形式

作者: 土豆 时间: 2003-7-1 08:13
标题: 激光的模式
“高斯光束”是建立在球面光波基础上的？

作者: eaglewagn 时间: 2003-7-5 23:54
标题: 激光的模式
模是分为纵模和横模，就和光波分为行波和驻波一样是不同的概念

作者: summitman 时间: 2003-7-28 01:24
标题: 激光的模式
我觉得激光的三种模式是场在x（横向）y（侧向）z（纵向）三个方向分量即场分布。

作者: benbensnake 时间: 2003-8-7 23:12
标题: 激光的模式
纵模是指激光的频率分布，而横模则是指其在垂直于光传播方向的光强的分布。

作者: ZGZXB 时间: 2003-8-8 18:53
标题: 激光的模式
纵模是从频率的角度来分析激光光束的，一般于谐振腔的长度，增益介质的线性函数有关。纵模数越少，该激光器的单频性就越好。

横模是激光传输的横截面上光场的分布情况，也可以说是光强的分布情况。可以分为，厄米－高斯函数，拉盖尔－高斯函数。模式越低高斯光束的光束质量越好。在激光加工，激光通讯方面越有利。

作者: yfyg 时间: 2003-8-8 22:30
标题: 激光的模式
我觉得,纵模是指谐振腔内纵向上的能量分布.横模就是指光场横截面上的能量分布.

横模大家的意见很一致,我就不说了.

激光在腔内谐振要满足驻波条件,纵模就是指在谐振腔内的驻波场.对无源腔来讲,它是由光的频率和谐振腔的长度共同决定的.谐振腔内可以存在很多驻波场,也就是说可以很有多的纵模.但只有那些既满足谐振条件,又满足阈值条件的纵模才能存在.这样,在有源腔中,纵模的个数又和激活介质的增益函数曲线有关.

作者: ranger 时间: 2003-8-9 00:05
标题: 激光的模式
yfyg 不是光的频率决定驻波场，而是驻波场决定激光的发光频率。而驻波场又是由谐振条件决定的。驻波条件实际上是光场的纵向分布，所以光的频率分布称为纵模。

作者: yfyg 时间: 2003-8-10 06:34
标题: 激光的模式
ranger:

下面引用由ranger在 2003/08/08 04:05pm 发表的内容：
yfyg 不是光的频率决定驻波场，而是驻波场决定激光的发光频率。而驻波场又是由谐振条件决定的。驻波条件实际上是光场的纵向分布，所以光的频率分布称为纵模。

光的频率分布称为纵模？？？？我的理解是光的一种频率对应一个纵模，对于纵模来讲，应该是指它沿腔长方向的能量分布。

作者: ranger 时间: 2003-8-11 17:42
标题: 激光的模式
yfyg 在谐振腔内是驻波，你可以这么说，但是在腔外是行波，你还能说能量分布吗？是怎么分布的？？

作者: yfyg 时间: 2003-8-13 04:36
标题: 激光的模式
一般说的纵模好象都是指腔内吧.

呵呵,我再去查查书.

作者: tw 时间: 2003-8-14 01:05
标题: 激光的模式

下面引用由ZGZXB在 2003/08/08 10:53am 发表的内容：
纵模是从频率的角度来分析激光光束的，一般于谐振腔的长度，增益介质的线性函数有关。纵模数越少，该激光器的单频性就越好。
横模是激光传输的横截面上光场的分布情况，也可以说是光强的分布情况。可以分为，厄　...

上面这位仁兄，以及和这位仁兄相同的说法都差不多是对的！
横模方面没有什么问题，就是指激光传输的横截面上光场的分布；
主要是纵模方面：纵模当然描述的是激光的频率；
我们对激光光谱进行分析，当然没有绝对单频的激光（也就是说激光总有一定的谱线宽度），激光能量集中在主波长上的一定谱宽之间；而这个主波长就是指纵模的模数！也就是说如果只有一个这样的主波长，就是单纵模！

还有没有不懂的？

作者: solojackie 时间: 2003-8-15 16:10
标题: 激光的模式
tw:那么是什么原因造成的谱线宽度呢？是因为高斯光束的相位变化吗？还是因为别的什么原因？

作者: Ge 时间: 2003-8-15 21:44
标题: 激光的模式

是原子的自然加宽和外界的非匀称性加宽

作者: yfyg 时间: 2003-8-18 18:34
标题: 激光的模式

下面引用由IPG在 2003/08/15 01:44pm 发表的内容：
是原子的自然加宽和外界的非匀称性加宽

大哥,什么叫原子的自然加宽???,什么叫外界的非匀性加宽??????
好象没听说过原子也可以加宽的.

谱线的加宽分为两种,均匀加宽和非均匀加宽.
均匀加宽中分为自然加宽,碰撞加宽,晶格振动加宽.自然加宽是因为受激原子在激发态上具有有限的寿命造成的.根据量子力学中的测不准原理,上能级的寿命为一测不准量,对应的能量也为一测不准量,于是在能级跃迁时就会出现一定的谱线宽度.原子之间的碰撞也会改变激发态原子的寿命,可以等效为自然加宽的效果(我自己的理解,可能不对).晶格加宽是因为晶格的振动使激活离子处于随时间变化的晶格场中,激活离子的能级在一定范围内变化,因而引起谱线加宽.

非均匀加宽分为多普勒加宽和晶格缺陷加宽.
具体的自己去查书吧,随便找一本激光原理,都有介绍的.

作者: msz123456 时间: 2003-8-18 19:58
标题: 激光的模式
是由于能级跃迁时有一定的带宽

作者: solojackie 时间: 2003-8-19 16:24
标题: 激光的模式
果然是这个原因。
不过我想，激光的光谱线宽是不是跟高斯光束的基模光束跟高阶模之间的相位变化速度不同，也有一定的关系？不知道大家如何看这个问题。

作者: tw 时间: 2003-8-19 19:31
标题: 激光的模式

下面引用由solojackie在 2003/08/15 08:10am 发表的内容：
tw:那么是什么原因造成的谱线宽度呢？是因为高斯光束的相位变化吗？还是因为别的什么原因？

实际上，造成这种谱宽的原因：
原子吸收或发射所产生的任何谱线，其波长或者频率都会有一定范围内的扩展；这是和物质本身固有的特性有关；如激光二极管的谱宽很窄，只有几个纳米到十几个纳米；而发光二极管就有好几十，甚至上百纳米的谱宽；此为纯净物质的理想状态，也可产生这种固有的谱宽；
如果物质不纯呢？不在多说！
还有，对于激光器，腔体的结构等各方面的因素都可造成各种谱线展宽；
请自己理解！

作者: solojackie 时间: 2003-8-19 19:46
标题: 激光的模式
谢谢指教！

作者: Ge 时间: 2003-8-25 17:15
标题: 激光的模式

  yfyg，我说的当然指的是原子谱线的宽度了，大家都在讨论这个问题，

  还有必要说得那么清楚吗？

  而在谱线加宽里面，最主要的就是均匀加宽中的自然加宽和非均匀加宽。

  决定的因素。
  当然由于晶体的缺陷会直接带来谱线的宽度，但那不是激光物质原子所能

作者: 李瑟 时间: 2003-8-28 00:59
标题: 激光的模式
幸福时光，你怎么老是问这种问题呢？

作者: 幸福时光 时间: 2003-8-28 02:00
标题: 激光的模式
俺就是很笨啊，请指教。谢谢！！！

作者: ecnugzh 时间: 2003-8-28 06:12
标题: 激光的模式
我认为纵模就是频率
所以单频激光器也称单纵模激光器

作者: 幸福时光 时间: 2003-8-28 23:06
标题: 激光的模式
谐振腔长度控制频率？

作者: Ge 时间: 2003-8-28 23:52
标题: 激光的模式

  不是的。

  L是可以决定各纵模的间隔，激光频率当然还得由激光物质来决定了！


  其实我们还不如讨论一下如何实现单纵模运转吧。

作者: 幸福时光 时间: 2003-8-29 01:42
标题: 激光的模式
但激光物质的光谱也不是单一的啊？
怎么抑制其他纵摸呢？
ipg请回答。呵呵

作者: Ge 时间: 2003-8-29 16:57
标题: 激光的模式

幸福时光，你以前在哪家公司买什么的：隔离器 WDM Coupler Grelens Tap

还什么无源器件呀，也不至于对有源一点都不了解吧？？？？？

我对北京可很熟悉呀，你说是什么公司？？？

作者: 幸福时光 时间: 2003-8-29 22:51
标题: 激光的模式
呵呵，我没看懂你的意思。
好象不成文啊？！

作者: 幸福时光 时间: 2003-8-29 22:53
标题: 激光的模式
呵呵，我没看懂你的意思。
好象不成文啊？！我不是不懂，
我是非常不懂！！

作者: free 时间: 2003-8-29 23:11
标题: 激光的模式
谱线宽度是激光固有的一个性质，例如1064nm激光，激光波长不可能正好就是1064nm，而是1064nm附近一个范围，这个范围的宽度是是谱线宽度。

作者: free 时间: 2003-8-29 23:15
标题: 激光的模式
谱线宽度是激光固有的一个性质，例如1064nm激光，激光波长不可能正好就是1064nm，而是1064nm附近一个范围，这个范围的宽度是是谱线宽度

作者: 虚心请教 时间: 2003-8-30 06:35
标题: 激光的模式
纵模是光波场的纵向分布，取决于增益大于损耗的区域以及谐振腔的腔长。理论上在该区域内满足一周期光腔长整数倍分之一的波长都可起振。
横模是光波场的横向分布，取决于增益、损耗、谐振腔横向尺寸(主要是光阑）。

作者: wjh991231 时间: 2003-9-20 03:20
标题: 激光的模式
关于谱线宽度，我是这样理解的：
激光的能级与能级之间的跃迁的频率不是单一
的，还有就是，比如说在激光器中有的用光栅来
改变激光的输出波长（或者说是调频），但是光
栅调频也是有一定的微小范围的，即对一微小范
围内的光有较强的反射，这较强反射的光在谐振
腔内振荡形成激光，所以输出的激光就具有一定
的谱线宽度了！

作者: 物理学家 时间: 2003-9-21 07:37
标题: 激光的模式
你说的有点队，我认为激光分为横模和纵模可以这么来看，横模是我们在光的传播方向上的光斑分布。而纵模是原着光的传播方向上光的分布

作者: tw 时间: 2003-9-23 00:49
标题: 激光的模式
如果仔细看了前面的帖子；对这个问题你就能够理解了！

作者: trampe 时间: 2003-9-25 18:32
标题: 激光的模式
谱线加宽有很多种原因，重要是由于原子能级跃迁概率和寿命决定的，其余还有很多非均匀加宽的原因，比如原子缺陷，振动，气体的运动速度之类的。可以看看浙大的《激光原理》，还有模式我认为是光子存在的一种状态，同一种模内的光子是不可以区分的，并且同种模式光子的数量是没有限制的，这于电子不同，因为前者是波色子后者是费米子，主要是因为测不准原则退到出来的，也可以看看浙大的那本书就在第一章。如果我说的不对请多指教！！

作者: trampe 时间: 2003-9-25 18:42
标题: 激光的模式
如果从原子的层次考虑模式的话当然就像ipg和ygyf说得那样了但从宏观角度来看的话就是纵模和横模了，还有要的到单一的纵模锁模就可以了！！

作者: liuyuan1976 时间: 2003-9-25 19:16
标题: 激光的模式
激光的谱线加宽有很多原因，但与纵模的关系是：谐振腔的长度也决定了纵模的频率，而具体哪些纵模起振还取决于激光介质的增益曲线的宽度。另我觉得，纵模并不是代表频率，每一个模式，不管是横模，还是纵模，都有自己的频率，有他们的频率计算公式。

作者: 苦瓜熊 时间: 2003-9-28 16:35
标题: 激光的模式
这些说法好像是从量子力学里面引出来的，我看好多书写得都不太容易理解。

作者: 小蝌蚪 时间: 2003-10-10 19:21
标题: 激光的模式
问一个问题：纵模的模式的改变会不会改变横模，它俩应该有联系才对！

作者: 蚂蚱 时间: 2003-10-11 01:25
标题: 激光的模式
无聊！这问题20年前我在大学里就搞定了。当年我们用的教材是A.V.雅里夫的《光电子学导论》。这书虽然旧（好象是83年上海科技出版社的），但基本问题都讲清楚了，不用在这里扯来扯去。

作者: 幸福时光 时间: 2003-10-11 02:02
标题: 激光的模式
蚂蚱 nb!

作者: 物理学家 时间: 2003-10-11 19:58
标题: 激光的模式
对于激光谱线为什么会有一定的宽度，我是这么理解的，对于两个能级，只要能满足跃迁条件，就能发射出一条谱线，理想而言，这条谱线的频率应该是玻尔频率，但是能级须满足量子的不确定性条件，既能量和时间有不确定性，则能量有个范围，所以辐射出的谱线的频率就有一定的范围，固激光谱线就有一定的宽度。

作者: zgzxb 时间: 2003-10-11 21:42
标题: 激光的模式
关于激光模式和谱线宽度这两个问题的个人看法！
首先是关于激光模式的问题：上面的讨论已经非常的清楚了。激光的横模和纵模是两个完全不同的概念，是开始学激光时首先遇到也是最不容易理解的问题。其实非常的简单。纵模是从激光的频率的角度来考察激光的特性，而横模是从激光的光强分布来考察激光的特性。具体两者有没有联系。我觉得横模与纵模是两个相互独立的概念。因该没有什么联系。只是在使用和分析中注重的调度不同罢了。
其次是关于谱线宽度的概念。对于一般的激光光束，我们所说的1064nm，指的是该激光的中心波长，实际上由于种种原因，激活介质都存在不同程度的谱线加宽（自然加宽，均匀加宽，多普勒加宽）都会导致输出谱线的加宽，从而造成多纵模的输出，对要求频率较高的激光器中，往往会采用一些技术手段来选频。

作者: thales 时间: 2003-10-17 08:14
标题: 激光的模式
本人理解:纵摸和线宽是两码事,纵摸数是有场的结构决定的,就是说对于一个无源腔他的纵摸就是他纵向驻波场的那些本征解.线宽的形成是由于能级结构和能级特点决定的,各种展宽都有不同的机制,理想的单色激光是无限长的波列,他的线宽应该是零,可是能级是有寿命的,波列不可能无限长,线宽也不可能为零了.

作者: caxhr 时间: 2003-12-13 05:41
标题: 激光的模式
我有书借你看看？

作者: dgfoxzhao 时间: 2003-12-14 05:50
标题: 激光的模式
我记得纵模是由腔长和阈值决定的，而且他们之间还有模式竞争的问题，所有可以做到选模和锁模，当然横模也可以。一个纵模就是一个频率，频率宽度我想是因为在实际的物质中能级都是简并的，再就得看书了，呵呵

作者: zemax 时间: 2004-1-3 13:39
标题: 激光的模式
纵模主要跟激光的频率有关，是时域的概念。
横模主要影响激光的空间分布。

作者: DJ骑士 时间: 2004-1-5 23:56
标题: 激光的模式
???

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