一文了解“環(huán)形激光器”

來源：閱讀：944 發(fā)布時間：2021-04-07 10:17:44

環(huán)形激光器是一種有環(huán)形諧振腔的激光器。駐波激光諧振腔相比，這種環(huán)諧振器允許兩種不同傳播方向的光在腔內(nèi)。

在許多情況下，單向運作（光傳播只在兩個可能的方向之一）是諧振腔內(nèi)引入一個元件強制實現(xiàn)的，這將導(dǎo)致不同的傳播方向有不同的損耗（圖1）；這樣可與偏振器件相結(jié)合形成法拉第旋轉(zhuǎn)器（如激光晶體的布魯斯特表面表面）。如果實現(xiàn)單向操作，那么在增益介質(zhì)中沒有駐波干涉圖樣（反射點附近除外），因此沒有空間燒孔。因此，單頻運作很容易實現(xiàn)。

尤其是固態(tài)體激光器、單向環(huán)形激光器的設(shè)計可以被認(rèn)為是一種獲得穩(wěn)定的單頻發(fā)射的標(biāo)準(zhǔn)方法。

圖1: 環(huán)形激光諧振腔，利用一個光學(xué)隔離器實現(xiàn)單向運作。

圖2: VERDI綠光激光器的連接照片。使用一個單向環(huán)形激光器諧振腔，可實現(xiàn)低噪聲單頻運行。

一種普遍的固態(tài)環(huán)形激光器叫做非平面環(huán)形振蕩器，也叫做NPRO或者M(jìn)ISER。這是一個單片的激光設(shè)計（圖3），整個激光諧振腔只包含涂層的晶體。盡管這種晶體的制造比普通的激光晶體更復(fù)雜的，但是校準(zhǔn)是相當(dāng)容易的，而且這樣的激光器非常穩(wěn)定和有很好的魯棒性。

也有一些具有環(huán)諧振器配置的光纖激光器。光纖環(huán)激光器作為鎖模激光器通常比單頻激光器更常見。常用的配置是8字形的激光器，包含一個非線性環(huán)形鏡作為有效的可飽和吸收體。環(huán)幾何結(jié)構(gòu)不是為了避免空間燒孔效應(yīng)，而是按照可飽和吸收體原則（非線性環(huán)形鏡），也是脈沖整形所需。

還有一些環(huán)形激光器，如用于光學(xué)陀螺儀中的，雙向運作是必需的。激光諧振腔外，與不同傳播方向一致的光速的一個拍音可以檢測到，拍頻可以顯示出激光器旋轉(zhuǎn)的角頻率（薩格納克效應(yīng)），應(yīng)格外注意的是，要避免反向散射波的相干鎖定。

特別的，避免即使是很微弱的寄生反射（不完美的激光反射鏡中）也是必要，其可以與反向散射模式相耦合。