什么是輸出耦合器？

來源：閱讀：688 發(fā)布時間：2021-10-14 10:51:58

輸出耦合器是一種用在激光器諧振腔中的半透明的二色性反射鏡。它的功能是將腔內(nèi)的光功率部分的透射出去，得到激光器的有用輸出。

在穩(wěn)定的光學(xué)諧振腔情況下，輸出耦合器的反射鏡通常具有空間一致的輸出耦合透射率。不穩(wěn)定諧振腔中的輸出耦合器則非常不同：它們具有橫向可變的反射率，例如高斯型或者超高斯型，有時甚至在有些半徑情況下發(fā)生全反射，而該半徑外則是全透射。后面只考慮穩(wěn)定諧振腔中的輸出耦合器。

輸出耦合器的透射率

輸出耦合器的一個重要的性質(zhì)是透射程度。輸出耦合器透射率低對應(yīng)的泵浦功率閾值低，并且如果輸出耦合損耗并不比激光器諧振腔中其它的損耗高的情況下，激光器效率也很低（輸出耦合效率低）。輸出耦合器的透射率通常選為使輸出功率最大化，盡管為了某些設(shè)計考慮，其峰值可能更低或者更高，例如，設(shè)計時考慮使腔內(nèi)強(qiáng)度最小或者抑制無源鎖模激光器中的Q開關(guān)不穩(wěn)定性。

平的或者彎曲的輸出耦合器

輸出耦合器反射鏡通常具有平的表面，因為這樣很容易在輸出端得到準(zhǔn)直光束。（對于線性的諧振腔，諧振腔模式的波片需要與反射鏡表面溫和，因此在該平面上平的輸出耦合器會產(chǎn)生一個焦點。）同時，除了輸出耦合器，其它任何光學(xué)元件未對準(zhǔn)時只會引起輸出光束有一個平移，但是不改變方向（參閱波束指向波動）。若輸出耦合器具有曲面，這時需要考慮到反射鏡襯底會對輸出光束有聚焦或者散焦效應(yīng)。

背向反射

需要注意的是，輸出耦合器反射鏡玻璃沉底的背面也存在一定的反射，會影響激光器的性能。即使背面涂覆抗反射涂層，其殘余反射也會引起干涉效應(yīng)（如果表面平滑和平行），會改變器件的有效透射率，與波長有關(guān)，并且會影響激光器帶寬。在鎖模激光器中，這種效應(yīng)會引起不穩(wěn)定。避免這種問題的一個方法是采用稍微傾斜的輸出耦合器，這樣背向反射光與激光器的模式不會干涉。