橫模與縱模有什麼區別和特性?

時間 2025-07-10 01:50:12

1樓:吅吅93256偶仿

模式分為縱模和橫模兩種的說法應該是錯誤的,這兩者不是對立的概念,非「不是橫模,就是縱模」。第橫摸描述的是雷射光斑上的能量分佈情況,橫模可以從雷射束。

橫截面上的光強分佈看出來。由於中心為乙個光斑。稱之為tem00基模,為最簡單的一種橫模。

至於temxy的命名規則,縱模是與雷射腔長度相關的,所以叫做「縱模」,是描述雷射頻率的。理論上雷射腔內可以產生無數個等間距頻率的光,但由於增益介質只對特定頻率(諧振頻率。

的光產生最大增益,其他頻率的光被抑制掉,即在諧振時會篩選出符合諧振頻率的諧振雷射,所以,雷射器一般僅輸出乙個特定頻率的雷射。縱模是指頻率而言的。沿腔的軸線方向(縱向)形成駐波。

駐波的波節數由q決定。通常將由整數q所表徵的腔內縱向場分佈稱為腔的縱模。不同的q值。

相應於不同的縱模。縱模q單獨的決定模的諧振頻率,注意觀察橫縱座標代表的物理量。

說明在乙個頻率區間內,分佈了5個縱模(即五個頻率的雷射,q=5),且強度不等,如同乙個不理想的帶通濾波器。

在實際的雷射器諧振腔振盪中,會出現模式競爭現象,增益大的縱模會「強者愈強」,使得增益小的縱模最終無法達到雷射器振盪閾值,不再振盪,實現單模選頻輸出,即單縱模輸出。

至於為何不是強度相等的五個峰,這裡不贅述,可以自行了解「譜線加寬現象」和「雷射器增益譜線」。橫和縱的區別可以認為是從腔的結構來分的,橫模的分佈是和腔的橫向結構相關的;而縱模間隔是和腔的縱向尺寸相關的 按照上面說法,不是說雷射的模式是縱模和橫模。而是我們在不同側面描述雷射的時候用的兩個概念而已。

事實上,每束雷射束都有它的縱模和橫模,只是從不同的角度描述雷射束的性質而已。相當於某人的身高和體重描述的是他身體的不同方面。絕對不是「分」開的,即好像有人說「該雷射束是縱模的」或者「該雷射束是橫模的」,這是乙個錯誤的理解。

2樓:以心

雷射器由工作物質,激勵源,和諧振腔組成。這裡諧振腔會做成開放腔已達到選模的作用,保證雷射的單色性。對於諧振腔,我們需要求解霍姆赫茲方程對於開放腔和方向都沒有邊界條件限制,我們只需要求解一下的運算元本徵值問題其邊界條件為相應的運算元(只有點譜)的本徵矢即對應了諧振腔內縱模的一種模式,只有波矢滿足的電磁波才可能存在。

橫模描述了橫截面上場的分佈,對於這樣乙個光場的傳播問題,這裡的核心在於求解菲涅爾-基爾霍夫衍射公式他描述了反射後鏡面上的場與反射鏡面上場的關係。足夠大時,這兩個場強分佈存在一下關係這裡描述了橫模的單程損耗。將此式代數上式可得其中很顯然,這是乙個積分方程的本徵值問題。

其本徵矢對應了一種橫模的模式。<>

3樓:小知87283趴悄

我舉個例子字吧,就用方形球面鏡對稱共焦腔為例,其解為長橢球函式這個式子正好就是對應了方形球面對稱共焦腔的積分方程分離變數後的形式。當然,在許多時候我們不會去嚴格求解橫模問題,在這裡我們會做一些近似,把問題簡化。不過,對於許多實際問題來說,這些近似都是雷射器,就有諧振腔,能輸出的雷射波長必須滿足乙個條件諧振腔長l為半波長 的整數倍所謂的縱模,對應乙個輸出的波長,單縱腔內只有單個波長;多(縱)模,腔內有多個波長;(這是腔q值高,線寬無限窄的情況;如果腔的q值低,多模看起來也就1個波長,只是顯的線寬比較寬而已)。

從雷射原理的角度來說,橫模與縱模有什麼區別和特性?

4樓:猴45470炭陶

橫模是從電磁場的角度來分析雷射的電場分佈狀況的。縱模是從頻率的角度來分析雷射頻譜的分佈狀況的。雷射工程領域常用m2因子來描述光束特性:

m2= 束腰直徑 * 遠場發散角 / * 波長) 這個公式可用於計算聚焦光斑大小。光束聚焦後的發散角可由系統的等效數值孔徑來計算。 m2 是模式的表徵, 基模的m2為, 橫模越是高階m2就越大,從公式可以看出, 聚焦光斑也越大。

所以, 簡單說來, 想要得到最小的光斑就得選基模雷射輸出, 同時在相同甭浦條件下, 基模輸出的功率最小。所以人們只好在模式與功率之間權衡。 當然, 並不是說高階模就一定不好, 有時需要聚焦光斑大一些或者光強分佈均勻一些, 就得選高階模輸出。

剛學雷射的朋友, 不要強迫自己搞明白為什麼, 只要懂得所有概念的含義以及應用方法就行了。搞雷射工程的沒有必要去理解雷射的量子力學解釋。<>

5樓:銘刻

簡單的說,橫模描述橫截面上的場強分佈,由乙個積分方程的本徵值問題描述。縱模描述腔內可能存在的電磁場。

本徵態,由乙個微分方程。

的本徵值問題描述。縱模和橫模都是模式,是諧振腔。

內可能存在的穩定光場的本徵態。縱模是沿腔軸線方向的電磁場的本徵態。縱模數表示雷射**的頻率數,表徵雷射的單色性好壞。

單一縱模的單色性最好。橫模是垂直腔軸方向的本徵態。不同的橫模其光場分佈是不一樣的,高階橫模的發散角大於基橫模,也就是說橫模影響雷射的方向性。

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