氦氖激光器模式分析实验报告(4)

响。光每经过放电毛细管反馈一次,就相当于一次衍射,多次反复衍射,就在横向的同一波腹处形成一个或者多个稳定的衍射分布,称为一个横模,我们见到的复杂的光斑则是这些基本光斑的叠加。

由此，任意一个模，既是纵模，也是横模。我们用TEMmnq来表示。q是

纵模标记，m和n是横模标记。不同横模也是对应不同的频率.横模序数越大,频率越高. 经推导得，不同横模间的频率差

v m n

c2 L

m n arccos

其中, m, n分别表示x,y方向上横模模序差, R1,R2为谐振腔的两个反射镜的曲率半径,由上述两式可知相邻的横模频率间隔和相邻的纵模频率间隔的关系：

v m n vq

m n

arccos

我们可以看到横模间隔和纵模间隔的比值是一个分数。其大小由激光器的腔长和曲率半径决定。腔长与曲率半径的比值越大,分数值越大.当腔长等于曲率半径时(L R1 R2,即共焦腔),分数值达到极大,即横模间隔是纵模间隔的1/2,横模序数相差为2的谱线频率正好与纵模序数相差为1的谱线频率兼并。

图二：几种常见的横模光斑图

Several common transverse spot diagram

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