סיכום ביניים: אופני תנודה אורכיים בלייזר

עד כה פורטו אופני התנודה האורכיים של הלייזר, כלומר גלים הנוצרים לאורך המהוד.

ראינו כי:

  • גלים עומדים נוצרים כאשר שני גלים בעלי אותה משרעת ואותה תדירות מתאבכים תוך תנועתם בכיוונים מנוגדים.
  • מהוד אופטי של לייזר נוצר ע"י שתי מראות בקצות תווך הלזירה.
    הגלים העומדים נוצרים ע"י החזרת הקרינה האלקטרומגנטית לתווך, ואילוצה לנוע במסלול הלוך ושוב בין המראות.
    חלל הלייזר מהווה מהוד אופטי – כלומר הגל האלקטרומגנטי יוצר גל עומד בין שתי מראות המהוד.
  • התדירויות המותרות לקרינה האלקטרומגנטית ליצירת גלים עומדים בתווך, תלויה רק באורך המהוד (L) ובמקדם השבירה (n) של התווך הממלא אותו.

אופני תנודה אלו יוצרים אוסף תדירויות הממוקמות במרחקים שווים אחת מהשניה, כמתואר באיור 4.3.

אופני תנודה מותרים במהוד אופטי באורך L עם מקדם שבירה n

איור 4.3: אופני תנודה מותרים במהוד אופטי באורך L עם מקדם שבירה n.

מותרות רק תדירויות של גלים עומדים היוצרים צמתים בשתי המראות בקצות המהוד.
כלומר, אורך המהוד מהווה כפולה שלמה של חצי אורך הגל שלהן:

L = mλm/2

למעשה, אין תדירויות המוגדרות בצורה מתמטית כמתואר באיור 4.3.

לכל אופן תנודה אפשרי, קיים תחום צר של תדירויות אפשריות.

תחום זה מרוכז סביב התדר המוגדר מתמטית באיור 4.3 (הסבר מפורט יותר בפרק 5).

בהמשך נראה מהם התנאים הקובעים אלו תדירויות מתוך אופני התנודה המותרים תיפלטנה מהלייזר למעשה.

 

כפתור "הקודם" כפתור "הבא"