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物理实验氦氖激光器模式测量的重序现象是什么

2023.4.07

若入射光波长范围超过某一限定时,外加电压虽然可以使腔长线性变化,但是一个确定的腔长有可能使几个不同波长的模同时产生相干极大,造成重序。
例如,当腔长变化到可使λd极大时,λa会再次出现极大,此时有4ld=kλd=(k+1)λa即k序中的λd和k+1序中的λa同时满足极大条件,两种不同的模同时扫出,叠加在一起,因此扫描干涉仪本身存在一个不重序的波长范围限制。所谓自由光谱范围就是指扫描干涉仪所能扫描出的不重序的最大波长差或频率差,用ΔλS.R.或者ΔνS.R.表示,也称为自由光谱区(FSR)。上例中l=ld时刚好重序,则λd-λa即为此干涉仪的自由光谱范围值。(“S.R.”是λ和ν的下标)
经推导可得λd-λa=λa·λd/(4l),由于λd与λa间相差很小可以用λ近似表示为ΔλS.R.=λ²/(4l),用频率表示即为ΔνS.R.=c/(4l)。
在氦氖激光器模式测量模式分析实验中,由于我们不希望出现重序现象,故选用扫描干涉仪时必须首先知道它的ΔνS.R.和待分析的激光器频率范围Δν,并使ΔνS.R.>Δν才能保证在频谱面上不重序,即腔长和模的波长或频率间是一一对应关系。

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