在光学谐振腔中,存在多种损耗,主要包括以下几种:
几何损耗:
光线在腔内往返传播时,可能从腔的侧面逸出,这种损耗称为几何损耗。
衍射损耗:
由光的衍射造成的损耗,与腔的菲涅耳数(N=a^2/Lλ)有关,其中a是腔的尺寸,L是腔长,λ是光波长。
透射损耗:
当腔镜的反射率不为1时,光线通过腔镜时会有一部分被吸收,造成透射损耗。
吸收损耗:
工作物质对光有吸收引起的损耗,包括非激活吸收和内部散射损耗。
散射损耗:
由于固体内杂质或结构缺陷造成的光散射,导致能量损失。
偏折损耗:
在特定类型的谐振腔中,如法布里珀罗谐振腔,由于光线在腔内多次反射,可能会因为偏折而逸出腔外。
无辐射跃迁损耗:
在某些激光器中,如某些半导体激光器,反转粒子的无辐射跃迁也会造成能量损耗。
谐振腔的品质因数(Q值)是衡量腔内储能能力和损耗的重要指标,Q值越高,说明腔的储能能力越强,损耗越小。
损耗的计算可以通过光谱谐振峰的半高全宽(Δν)和腔长(L)等参数进行,公式为 Q = (ω0/Δν)^2,其中ω0是谐振频率。
需要注意的是,上述信息基于光学谐振腔,不同类型的谐振腔(如激光器的腔体)可能有不同的损耗类型和计算方法。