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F-P腔对高斯光束的响应

刘木林  
【摘要】: 由于F-P腔具有高分辨率和很好的频率选择性,使其从被发明以来就成为了重要的光学器件,且随着科技的不断进步用途越来越广。在过去的几十年当中,F-P腔不仅促进了激光器的发展,为可调激光器的波长校准提供了计算、描述和控制的方便,且随着光纤和硅加工技术的成熟,利用F-P腔加工成各种传感器件,广泛地用于压力、应力、位移、温度及加速度的传感,而在光通信迅速发展的今天,F-P腔更是被广泛地用于光通信网络的各个环节。 在具体的应用中,由于结构、材料及使用环境等因素,F-P腔常常偏离理想的状态,如谐振的偏离、正入射难于达到、F-P腔的两腔面之间偏离平行等。而F-P的使用常与高斯光束结合在一起,大量用于光谱分析、传感及光通信中。因此,研究F-P腔对高斯光束的响应就有非常重要的意义。 本文利用多光束的干涉原理,结合高斯光束在自由空间的传输方程,推导出了高斯光束正入射、斜入射平行F-P腔后的透射光强度分布表达式,在此基础上分析了透射光的特性以及影响透射光强分布的各种因素,并进一步把这种研究方法推广到了两反射端面具有一定夹角(楔形)F-P腔的情况。在研究中发现并分析了利用传输函数研究楔形F-P腔的局限性,给出了正确的数值模拟结果,为设计和使用F-P腔提供一定的理论指导。


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