在广义琼斯矩阵下激光谐振腔内本征态分析

摘要

激光谐振腔内的光场模式，对进行激光谐振腔的设计，激光输出功率的改进，以及提高输出光束的质量等方面具有重要的意义。计算谐振腔内的光场本征态一般有菲涅尔数值计算法以及琼斯矩阵法。
　　本文主要讨论用扩展了的琼斯矩阵法，即广义琼斯矩阵法来计算谐振腔内因极化走离而使光场本征态发生改变的谐振腔内光场本征态的情况。首先建立一个模型来分析纵向和横向极化强度分布以及在因双折射极化走离破坏了横向简并本征态情况下激光的本征频率。用广义琼斯矩阵的方法来计算在不同的腔中存在的一般本征态和特殊本征态。还计算了单一的激光本征态本身分裂为两个空间分离正交极化的分支，并且有在其中包含特殊双折射晶体的情况。并改进这个模型，求解在易可调频率下同时振动下的两个激光的本征态。
　　用广义琼斯矩阵的方法来求出了激光谐振腔内横向和纵向极化分布以及激光本征态下的强度、频率，还研究了腔内有双折射晶体元素包括极化走离的情况，以及多个走离晶体存在的情况。并通过改变激活介质的位置来控制耦合情况下的两种本征态。
　　最后用广义琼斯矩阵的方法对存在双折射晶体引起极化走离的绿光激光器的谐振腔内的光场本征态进行了求解，得到了光场本征态以及本征频率，解释激光谐振腔内的“绿光噪声”问题，提出改进绿光激光器输出功率和质量的可行方法。