短HeNe激光器的模式競(jìng)爭(zhēng)

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短HeNe激光器的模式競(jìng)爭(zhēng)

任何給定縱模下的輸出功率不會(huì)以平滑（高斯）方式變化的主要原因是模式競(jìng)爭(zhēng)。如果沒有模式競(jìng)爭(zhēng)射众，增益不會(huì)飽和并且所有模式增益都相同碟摆。因?yàn)椴煌募?mark class="span_mark" data-type="1">光模式共用處于激發(fā)態(tài)的原子，所以它們會(huì)爭(zhēng)奪這些原子叨橱。當(dāng)僅存在2或3種模式時(shí)典蜕，這一點(diǎn)最為顯著，因?yàn)槊糠N模式都占總輸出功率的很大一部分罗洗。因此愉舔，極化輸出功率曲線的包絡(luò)線的形狀一定是非高斯的。而一旦理解了模式競(jìng)爭(zhēng)的規(guī)律就能更好的理解輸出功率曲線的形狀：

1個(gè)模式：在模式掃描期間伙菜，輸出功率將平滑地變化轩缤，大致遵循高斯氖增益曲線的輪廓（減去激光閾值）。真正的激光器在整個(gè)模式掃描過(guò)程中可以是單模的唯一方法是贩绕，腔體大約為10厘米或更小典奉，或者有一種額外的方法強(qiáng)制 SLM 操作（例如腔內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)具）。但稍長(zhǎng)的管子將在部分模式掃描中以單模式運(yùn)行丧叽，其余模式為2模式。

典型1mW隨機(jī)偏振氦氖激光管的縱模掃描圖顯示了Melles Griot 05-LHR-007的功率曲線公你。在大約50%的模式掃描周期內(nèi)踊淳，它是純單模式，在剩余的時(shí)間內(nèi)共享功率陕靠。

2個(gè)模式：當(dāng)出現(xiàn)第二種模式時(shí)迂尝，它將開始消耗第一種模式的力量。如果模式在氖增益曲線的兩側(cè)保持平衡剪芥，則其功率將相等垄开。總輸出功率可能保持相對(duì)恒定或在相等時(shí)略有增加（通常提高20%左右）税肪。腔長(zhǎng)為12至16 cm的管子將以1或2種模式運(yùn)行溉躲。

3個(gè)模式：當(dāng)?shù)谌N模式出現(xiàn)時(shí)，它將開始蠶食其他兩種模式的力量益兄。相對(duì)功率和總功率將取決于它們?cè)谀试鲆媲€上的位置锻梳，并且至少不能直觀地預(yù)測(cè)。腔長(zhǎng)為20至25 cm的管子在模式掃描期間將以2或3個(gè)模式運(yùn)行净捅。

典型3mW隨機(jī)偏振氦氖激光管的模式掃描圖顯示了Spectra-Physics 088的掃描圖疑枯。在極化模式的峰值（總功率的最小值），有2個(gè)模式蛔六。在偏振模式交叉的地方荆永，有3種模式废亭。模式掃描的整體形狀取決于許多因素，包括腔的確切長(zhǎng)度具钥，它決定了它從2模式切換到3模式的位置豆村。

4個(gè)或更多模式：普遍規(guī)律仍然適用，但由于每個(gè)模式的貢獻(xiàn)較小氓拼，模式競(jìng)爭(zhēng)的效果也更小你画，更難以看到和解釋。

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