ऑप्टिकल रेज़ोनेटर और कैविटी मोड
एक ऑप्टिकल रेज़ोनेटर दर्पणों के बीच प्रकाश को सीमित करता है, जो असतत अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ मोड का समर्थन करता है जो लेज़र के स्पेक्ट्रम और बीम को आकार देते हैं।
Definition
दर्पणों की एक व्यवस्था जो प्रकाश को स्थिर या परिसंचारी तरंगों में फँसाती है, जो उनकी आवृत्तियों, स्थानिक प्रोफाइल और हानियों द्वारा विशेषता वाले अनुनादी अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ मोड के एक असतत सेट का समर्थन करती है।
Scope
यह विषय उन ऑप्टिकल कैविटीज़ को शामिल करता है जो लेज़रों में फीडबैक प्रदान करती हैं और जो स्पेक्ट्रल फिल्टर के रूप में कार्य करती हैं। इसमें फैब्री-पेरोट और कन्फोकल रेज़ोनेटर, राउंड-ट्रिप चरण की स्थिति और उनके रिक्ति द्वारा निर्धारित अनुदैर्ध्य मोड, अनुप्रस्थ मोड और उनके गाऊसी और हर्मिट-गाऊसी प्रोफाइल, दो-दर्पण कैविटी के लिए स्थिरता की स्थिति, गुणवत्ता कारक और फोटॉन जीवनकाल, फ़िनिश और मुक्त स्पेक्ट्रल रेंज, और रेज़ोनेटर हानियों और लेज़र लाइनविड्थ के बीच संबंध शामिल हैं। यह बताता है कि कैविटी कैसे निर्धारित करती है कि कौन सी आवृत्तियाँ और स्थानिक पैटर्न दोलन करते हैं।
Core questions
- किसी दी गई कैविटी में कौन सी आवृत्तियाँ और स्थानिक पैटर्न अनुनाद कर सकते हैं?
- कौन सी स्थितियाँ दो-दर्पण रेज़ोनेटर को स्थिर बनाती हैं?
- फ़िनिश, गुणवत्ता कारक और फोटॉन जीवनकाल एक रेज़ोनेटर को कैसे चित्रित करते हैं?
- रेज़ोनेटर लेज़र के अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ मोड का चयन कैसे करता है?
Key concepts
- फैब्री-पेरोट रेज़ोनेटर
- अनुदैर्ध्य मोड
- अनुप्रस्थ मोड
- मुक्त स्पेक्ट्रल रेंज
- फ़िनिश
- गुणवत्ता कारक
- कैविटी स्थिरता की स्थिति
- फोटॉन जीवनकाल
Key theories
- अनुदैर्ध्य मोड और अनुनाद की स्थिति
- केवल वे तरंग दैर्ध्य जिनके लिए राउंड-ट्रिप ऑप्टिकल पथ तरंग दैर्ध्य की एक पूर्णांक संख्या है, अनुनाद करते हैं, जिससे अनुदैर्ध्य मोड का एक कंघी बनता है जिसकी रिक्ति कैविटी की लंबाई से निर्धारित होती है।
- अनुप्रस्थ मोड और कैविटी स्थिरता
- अनुप्रस्थ क्षेत्र गाऊसी और उच्च-क्रम हर्मिट- या लैगुएरे-गाऊसी मोड बनाता है; एक दो-दर्पण कैविटी केवल तभी स्थिर सीमित मोड का समर्थन करती है जब उसकी दर्पण वक्रता और रिक्ति रेज़ोनेटर स्थिरता की स्थिति को पूरा करती है।
Clinical relevance
रेज़ोनेटर डिज़ाइन चिकित्सा और नैदानिक लेज़रों की तरंग दैर्ध्य, लाइनविड्थ और बीम गुणवत्ता को निर्धारित करता है, और उच्च-फ़िनिश ऑप्टिकल कैविटीज़ श्वास और रक्त विश्लेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले स्पेक्ट्रोस्कोपिक सेंसर में आवृत्ति-चयनात्मक तत्वों के रूप में कार्य करती हैं।
History
1890 के दशक का फैब्री-पेरोट इंटरफेरोमीटर ऑप्टिकल रेज़ोनेटर का प्रोटोटाइप बन गया। जब शावलो और टाउन्स ने 1958 में ऑप्टिकल लेज़र का प्रस्ताव रखा, तो मेज़र से आगे का मुख्य कदम ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य पर फीडबैक प्रदान करने और मोड का चयन करने के लिए ऐसी खुली दर्पण कैविटी का उपयोग करना था।
Key figures
- Charles Fabry
- Alfred Perot
- Arthur L. Schawlow
Related topics
Seminal works
- siegman1986
- salehteich2019
Frequently asked questions
- लेज़र के अनुदैर्ध्य मोड के बीच की रिक्ति को क्या निर्धारित करता है?
- आवृत्ति में रिक्ति प्रकाश की गति के बराबर होती है जिसे ऑप्टिकल कैविटी की लंबाई के दोगुने से विभाजित किया जाता है, इसलिए लंबी कैविटी में अधिक निकटता से स्थित मोड होते हैं।
- लेज़र कैविटी स्थिर क्यों होनी चाहिए?
- एक स्थिर रेज़ोनेटर में एक किरण दर्पणों से दूर भटके बिना आगे-पीछे उछलती है, जिससे एक सीमित मोड बन सकता है; एक अस्थिर कैविटी प्रकाश को कुछ पास के बाद बाहर निकलने देती है जब तक कि उस हानि का जानबूझकर उच्च-शक्ति वाले डिज़ाइनों के लिए उपयोग नहीं किया जाता है।