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研究生: 蘇冠銘
論文名稱: 雷射共振腔V型模態偏振特性之研究
Research on the polarization of V mode in laser cavities
指導教授: 陸亭樺
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 70
中文關鍵詞: 雷射模態偏振特性摻釹釩酸釔簡併共振腔V - 模共心共振腔
英文關鍵詞: Nd:YVO4
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:169下載:27
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  • 本篇論文的主要方向在「雷射模態偏振特性」之探討,藉由調整腔長以及離軸產生各種不同的雷射橫向模態。在實驗中我們採用兩個曲率半徑不同的球面鏡(分別為10 mm和20 mm ),並使用Nd:YVO4當作雷射晶體。當腔長處於特殊的簡併共振腔時,橫向模態會落在幾何光束V mode軌跡之上。在實驗結果中發現可以產生V mode 的腔長範圍並非一個連續的區間而是有兩個特殊的簡併共振腔長皆可以產生。論文中針對這兩個腔長做了一系列的模態偏振特性研究。實驗結果顯示當改變腔長時,雷射模態的線性偏振方向也會有所改變。此外,論文中的另一個重點是利用共心共振腔結構產生角度可變化的高斯光束,期待將來能應用於提高雷射加工的便利性。

    This thesis focuses on “laser resonator cavities.” This feature of resonator cavities is that there are various modes or degenerate states under different cavity lengths and off-axis pumping. We used two spherical mirrors of different radius of curvatures (10 mm and 20 mm) and a Nd:YVO4 crystal to achieve V mode from the degenerate cavity. The result reveals that the lasing range for the V mode is not a continuous interval. We study the characteristics of polarization for the V mode under two specific degenerate cavity lengths. The experimental results show that the polarization of lasing mode is variable with cavity lengths. Therefore, we also consider the characteristics of lasing mode generated from a concentric cavity. The experimental results reveal that the fundamental mode is direction changeable under different pump offsets.

    論文授權書 ......................... i 摘要 .............................. iii 誌謝 .............................. v 圖目 .............................. viii 第一章. 緒論 1.1 前言 ......................... 1 1.2 研究動機 ...................... 3 1.3 內容概要 ...................... 4 第二章. 理論背景 2.1 雷射晶體 Nd:YVO4 ............. 5 2.2 光的偏振性 .................... 10 2.3 光學共振腔的穩定條件 ............. 14 2.4 球型共振腔之電場波函數 ........... 18 2.5 Hermite - Gaussian Modes 的疊加 26 2.6 橫向模態和縱向模態的頻寬比 ....... 29 第三章. 實驗結果與討論 3.1 雙凹共振腔 3.1.1 實驗裝置及架構 ................. 32 3.1.2 實驗理論分析 ................... 33 3.1.3 實驗內容 ....................... 36 3.1.4 結論 ........................... 56 3.2 凹凸共振腔 3.2.1 實驗裝置及架構 ................... 57 3.2.2 實驗理論分析 ..................... 58 3.2.3 實驗內容 ......................... 60 3.2.4 結論 ............................ 65 第四章. 總結 .......................... 66 第五章. 未來工作 ........................ 67 附錄 ( V mode 離軸與角度變化對應表 ) ..... 68 參考文獻 ............................. 69

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