Po n obiegach rezonatora punkt P„(rn, r n) jest dany jako:
M-P |
' flTP°l |
UJ P |
- Dj PoJ |
(6.3)
Jeśli rezonator ma być stabilny to przy zwiększaniu liczby obiegów rezonatora do nieskończoności odległość punktu Pn od osi rezonatora nie powinna rozbiegać się do nieskończoności. Aby tak było spełniony musi być warunek:
-1<
A + D
2
<1
(6.4)
A + D 2
zwany warunkiem stabilności rezonatora. W celu uproszczenia dalszej analizy wprowadza się oznaczenie cos# =
Aby otrzymać macierz ABCD dowolnego rezonatora laserowego należy przemnożyć macierze ABCD elementów optycznych składających się na ten rezonator (w kolejności odwrotnej do tej, w jakiej promień transformuje się w rezonatorze).
Dla pustego rezonatora macierz ABCD obiegu rezonatora ma postać:
A B C D
:
(6.5)
Warunek stabilności dla tego przypadku będzie miał postać :
A + D |
i-2Ł- |
1 1 r- - K> !> |
łY |
, L) |
2 |
R{ |
R2 ' R\R2 |
R2) |
W literaturze do analizy dobroci rezonatorów często stosuje się bezwymiarowe parametry gi, g2 zależne od konfiguracji rezonatora. Dla pustego rezonatora parametry te wynoszą:
=i-—, R,
= i-A r2
(6.7)
Przy zastosowaniu tych parametrów warunek stabilności (6.4) przyjmuje postać:
W stabilnym rezonatorze laserowym odtwarza się wiązka gaussowska. Znając parametry gi, g2 można wyznaczyć parametry tej wiązki:
- promień wiązki na zwierciadle Z i :
.(U )" |
T T |
UJ |
(6.9)
promień wiązki na zwierciadle Z2 :