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激光谐振腔设计与模式分析

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 课程结构 · 激光谐振腔在激光器中的核心作用
课程导入学习目标
02
光学基础回顾
几何光学与波动光学基础 · 高斯光束基本性质 · ABCD矩阵方法简介
光学基础回顾几何光学
03
谐振腔基本概念
谐振腔的构成 · 分类（稳定腔 · 非稳腔
谐振腔基本概念谐振腔的构成
04
稳定性条件
稳定性判据（g参数） · 稳定图（g1-g2图） · 临界腔的物理意义与工程影响
稳定性条件稳定性判据
05
高斯光束在腔内的传播
q参数变换 · ABCD定律 · 高斯光束通过透镜和反射镜的变换
高斯光束腔内的传播
06
谐振腔本征模式
横模（TEMmn）与纵模（q）的概念 · 模式频率间隔 · 模式简并性
谐振腔本征模式TEMmn
07
共焦腔与对称腔
共焦腔的解析解 · 基模高斯光束参数 · 对称共焦腔的稳定性与模式特性
共焦腔对称腔
08
一般球面镜腔
任意曲率半径和腔长的稳定腔设计 · 等效共焦腔方法 · 模式参数计算
一般球面镜腔任意曲率半径
09
非稳腔设计
非稳腔的分类（虚共焦 · 实共焦等） · 几何放大率
非稳腔设计非稳腔的分类
10
波导谐振腔
波导腔的基本原理 · 空心波导与介质波导 · 波导腔的模式分析与设计要点
波导谐振腔波导腔的基本原理
11
环形谐振腔
环形腔的结构 · 行波模式 · 单向运转机制
环形谐振腔环形腔的结构
12
模式匹配技术
模式匹配的概念 · 透镜组设计 · 高斯光束与腔模的匹配条件
模式匹配技术模式匹配的概念
13
谐振腔的损耗分析
衍射损耗 · 几何损耗 · 镜面反射损耗
谐振腔的损耗分析衍射损耗
14
模式选择方法
横模选择（光阑 · 腔内透镜） · 纵模选择（标准具
模式选择方法横模选择
15
调Q与锁模中的腔设计
调Q对腔的要求 · 主动与被动锁模的腔结构 · 色散管理
调Q锁模
16
谐振腔的数值分析方法
Fox-Li迭代法 · 有限差分法 · 特征向量法
谐振腔的数值分析…Fox-Li
17
谐振腔设计流程
从需求分析（功率 · 光束质量 · 增益介质）到参数计算
谐振腔设计流程从需求分析
18
案例实战
固体激光器（Nd:YAG）谐振腔设计 · 热效应补偿 · 腔参数优化
案例实战Nd
19
案例实战
气体激光器（CO2）谐振腔设计 · 稳定与非稳腔选择 · 输出窗口
案例实战CO2
20
案例实战
半导体激光器外腔设计：外腔反馈 · 模式控制 · 线宽压窄
案例实战半导体激光器外腔…
21
案例实战
光纤激光器谐振腔设计：光纤光栅 · 环形腔 · 锁模与调Q
案例实战光纤激光器谐振腔…
22
案例实战
超短脉冲激光器谐振腔设计：色散补偿 · 克尔透镜锁模 · 腔镜镀膜
案例实战超短脉冲激光器谐…
23
常见问题与调试
谐振腔失调的影响 · 热透镜效应 · 机械稳定性
常见问题调试
24
谐振腔的测量与诊断
腔损耗测量 · 模式分布测量（CCD） · 频率稳定性测量
谐振腔的测量诊断
25
先进谐振腔概念
非对称腔 · 渐变折射率腔 · 光子晶体腔
先进谐振腔概念非对称腔
26
谐振腔与增益介质相互作用
增益饱和 · 空间烧孔 · 模式竞争
谐振腔增益介质相互作用
27
谐振腔的优化设计
多目标优化（光束质量 · 效率 · 体积）
谐振腔的优化设计多目标优化
28
综合项目
设计一个特定应用（如激光打标 · 激光雷达）的谐振腔 · 从需求到仿真报告
综合项目设计一个特定应用
29
前沿趋势
高功率腔设计 · 超稳腔 · 集成光学腔
前沿趋势高功率腔设计
30
课程总结与拓展
核心知识回顾 · 常见误区 · 学习资源推荐
课程总结拓展