גלים עומדים בתוך מהוד הלייזר

על מנת ליצור גלים עומדים, יש צורך שהגל יתחיל את תנועתו מהמראה תמיד באותה פאזה.

כלומר המסלול האופטי הלוך וחזור בין המראות חייב להיות כפולה שלמה של אורך הגל.

מכאן, שאורכי הגל המתאימים לגלים העומדים האפשריים במהוד, שבו המרחק בין המראות L ומקדם שבירה של התווך n, ניתנים ע"י:

λm = 2L/m

L = אורך המהוד.

λm= אורך הגל של אופן התנודה ה – m בתוך תווך המהוד.

m = מספר אופן התנודה (מספר טבעי: 1, 2, 3, 4, …).

מספר אופן התנודה (m) הוא מספר חצאי אורך הגל של הקרינה האלקטרומגנטית הנכללים בתוך חלל התהודה האופטי:

  • אופן התנודה הראשון מכיל חצי אורך גל אחד.
  • אופן התנודה השני מכיל שני חצאי אורכי גל (אורך גל שלם), וכך הלאה.

גל עומד נוצר כאשר אורך המהוד L מהווה כפולה שלמה m של חצאי אורך גל:

L = mλm/2

תדירות אופן התנודה מוגדרת ע"י:

∨ = c/(nλm)

c = מהירות האור בריק.

n = מקדם השבירה של התווך בחלל התהודה.

λm= אורך הגל בתווך.

λ0= אורך הגל בריק.

מקדם השבירה n של תווך הלייזר מופיע בנוסחה זו, ויש להתחשב בו בלייזרים בהם תווך הלזירה הוא מוצק או נוזל, ועבורם מקדם השבירה גדול מאחד.

קיבלנו נוסחה זו מתוך:

λ= λ0/n

סה"כ הקשר המתמטי המתקבל:

c = λ00 = nλmm = λ0m

רואים שבתווך התדירות נשארת זהה לתדירות הגל בריק, ואילו אורך הגל משתנה על פי מקדם השבירה של החומר.

 

כפתור "הקודם" כפתור "הבא"