激光的特性

• 激光所能达到的最小光束发散角还要受到衍 射效应的限制，它不能小于激光通过输出孔 径时的衍射角m
• 设输出孔径为2a，则衍射极限为
m
2a
(rad )
第一章2-激光的主要特性
• 激光束的空间相干性和方向性对它的聚焦性 能有重要影响。
• 当一束发散角为的单色光被焦距为F的透 镜聚焦时，焦平面光斑直径D为
单色性
• 通常激光器工作在多纵模状态 • 纵模选择和频率稳定后可达到高的单色性 • 气体激光器 单色性最高 He-Ne可达到2Hz • 固体激光器 单色性次之 • 半导体激光器 单色性最差
第一章2-激光的主要特性
方向性
• 单横模(基模)激光器方向性最好 • 衍射极限 He-Ne激光器 • 方向性依次降低 气体激光器 固体激光器
第一章2-激光的主要特性
end
作业： P23: 1, 2, 5, 8
第一章2-激光的主要特性
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Dm
F 2a
D F
时间相干性和单色性是紧密联系的c=1/ ， --频带宽度
第一章2-激光的主要特性
高亮度
主要指高的相干亮度 • 方向性好单一横模 • 单色性好单一频率 • 方向性和单色性都有利于提高光束的聚焦
性能,从而达到高的相干亮度
第一章2-激光的主要特性
• 一般通称激光的四性为：单色性、相 干性、方向性和高亮度。本质上归结 为：激光具有很高的光子简并度。激 光可以在很大的相干体积内有很高的 相干光强。这一特性正是由于受激辐 射的本性和激光腔的选模作用才得以 实现的。
半导体激光器
第一章2-激光的主要特性
相干性
• 空间相干性 与激光器的方向性密切相关
x
• 时间相干性
C
1 v
单色性越高，相干时间越长
2Hz带宽的氦氖激光器,相干时间可达0.5S,对应
的相干长度15万Km
第一章2-激光的主要特性
• 为了提高激光器的空间相干性，应限制激光 器工作在单横模；合理选择光腔的类型以及 增加腔长以利于提高光束的方向性
激光的特性
第一章2-激光的主要特性
第一章2-激光的主要特性
单色性： 指光强按频率的分布状况，激光的 频谱宽度非常窄 方向性：普通光向四面八方辐射，而激光基 本沿某一直线传播，激光束的发散角很小 相干性：时间相干性和空间相干性都很好 高亮度：在单位面积、单位立体角内的输出 功率特别大
第一章2-激光的主要特性