激光谐振腔型的优缺点

谐振腔是激光器的重要组成部分，随着科技的进步和技术的发展，其种类也越来越多，不同的谐振腔具有不同的优缺点，在激光器的器件设计和实际应用中，应当根据需要选择合适的谐振腔结构。

一、平行平面腔

平行平面腔的优点是：光束方向性好，模体积大，容易获得单模模振荡，缺点是：谐振腔调整精度要求高，衍射损耗和几何损耗都比较大，其稳定性介于稳定腔与非稳定腔之间，不适用于小增益器件，在中等以上功率的激光器中仍普遍应用。

二、共焦腔

共焦腔与平行平面腔之不同之处在于：

1. 镜面上基模场的分布：平行平面腔基模分布在整个镜面上，呈偶对称性分布，镜面中心处振幅最大，向镜边缘振幅逐渐降低；共焦腔基模在镜面上的分布在厄米-高斯近似下，与镜的横向几何尺寸无关，仅由腔长决定；一般共焦腔模集中在镜面中心附近；

2. 相位分布平行平面腔的反射镜不是等相面；而共焦腔的反射镜为等相面；

3. 单程损耗平行平面腔衍射损耗远高于共焦腔的衍射损耗；

4. 单程相移与谐振频率平行平面腔中横模阶次m、n的变化引起的频率改变远远小于纵模阶次q的改变对谐振频率的改变；在共焦腔中， m、n的变化或q的改变对谐振频率的影响具有相同的数量级。

三、圆形镜对称共焦腔

圆形镜对称共焦腔的基模在镜面上，其振幅分布是高斯型的，整个镜面上没有节线在镜面中心处（r=0）处，振幅最大。基模在镜面上的光斑半径(当基模振幅下降到中心值的1/e处与镜面中心的距离)：对于高阶模，在沿辐角方向有节线，数目为p；沿半径方向有节圆，节圆数为l；p、l增加，模的光斑半径增大，并且光斑半径随着l的增大比随着 p增大来的更快；高阶模的光斑半径：振幅降低至最外面的极大值的1/e处的点与镜面中心的距离；圆形共焦镜面本身也是等相位面。

四、一般稳定球面镜腔

一般球面镜腔：由两个曲率半径不同的球面镜按照任意间距组成的腔

一般稳定球面镜腔的模式理论：可以从光腔的衍射积分方程出发严格建立，以共焦腔的模式理论为基础，等价共焦腔的方法。

一般稳定球面腔与共焦腔的等价性：根据共焦腔模式理论，任何一个共焦腔与无穷多个稳定球面腔等价；而任何一个稳定球面镜腔唯一地等价于一个共焦腔。一般稳定球面腔与共焦腔的等价性:指它们具有相同的行波场。

五、非稳定谐振腔

非稳定腔的优点：1. 大的可控模体积，通过扩大反射镜的尺寸，扩大模的横向尺寸；2. 可控的衍射耦合输出，输出耦合率与腔的几何参数g有关；3. 容易鉴别

和控制横模；4. 易于得到单端输出和准
直的平行光束。非稳定腔的缺点：1. 输出光束截面呈环状；2.光束强度分布是不均匀的，显示出某种衍射环。

（王翠鸾）