?不(bu)穩(wen)定諧振(zhen)腔是對于(yu)光束橫向偏移(yi)動態上不(bu)穩(wen)定的光學諧振(zhen)腔。

諧振腔模式在穩定(ding)和非穩定(ding)的情況下的性質差(cha)別(bie)很大。非穩定(ding)諧振腔具有一些特殊的性質：

模(mo)式(shi)通常具有(you)很強的(de)衍(yan)射損(sun)耗（每次往返為(wei)50%或更(geng)高）。

高階模(mo)式的衍射損耗更(geng)高。這(zhe)種內稟的模(mo)式識(shi)別更(geng)易于實現激光器的單橫(heng)向模(mo)式工作。

尤其是在諧振腔(qiang)堅硬邊緣處的衍(yan)射情(qing)況下，橫向模(mo)式截面非常復(fu)雜并且(qie)通(tong)常具(ju)有環形結構。這時只(zhi)能采用數值方(fang)(fang)法計(ji)算模(mo)式截面。而(er)在有些具(ju)有軟孔徑諧振腔(qiang)中（如(ru)下），可以通(tong)過解析方(fang)(fang)法估計(ji)其模(mo)式性質。

在(zai)線性非(fei)穩定(ding)諧振腔中(zhong)，兩相向光(guang)束的波前(qian)彼(bi)此不重(zhong)合(he)，因此也與(yu)兩端反射(she)鏡表面不匹配。

不穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)不表示這種諧(xie)振(zhen)腔(qiang)比穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)的(de)諧(xie)振(zhen)腔(qiang)更(geng)不堅(jian)固。相反的(de)，不穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)諧(xie)振(zhen)腔(qiang)的(de)對準靈敏度比穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)諧(xie)振(zhen)腔(qiang)還要低，并且采用不穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)諧(xie)振(zhen)腔(qiang)已(yi)經實現了非常堅(jian)固的(de)高功(gong)率激光器。

不穩定激(ji)光器諧振(zhen)腔的輸出耦合(he)

通常利(li)用(yong)不穩定激光器(qi)(qi)諧(xie)振腔的(de)(de)衍射損耗作(zuo)為有用(yong)的(de)(de)激光器(qi)(qi)輸出(chu)。輸出(chu)耦合(he)器(qi)(qi)是一個普通的(de)(de)激光器(qi)(qi)反射鏡(jing)，其中(zhong)場分(fen)布超過反射鏡(jing)邊(bian)緣，因(yin)此(ci)一些(xie)光可以穿過反射鏡(jing)出(chu)去（如圖1）。

盡管輸(shu)出光束(shu)(shu)截面在近(jin)場區域存在一(yi)個(ge)孔，但是光束(shu)(shu)發散角很(hen)小，因此(ci)這種采用非(fei)穩(wen)定諧振腔(qiang)的(de)非(fei)常(chang)高(gao)功(gong)率激光器的(de)光束(shu)(shu)質量比采用穩(wen)定諧振腔(qiang)的(de)要高(gao)，尤(you)其是當衍射損(sun)耗(hao)很(hen)大，孔非(fei)常(chang)小的(de)情(qing)況下。

圖1：在堅硬邊緣反射鏡處進行輸(shu)出耦(ou)合的不穩(wen)定激光器諧振(zhen)腔。

圖2：在刮刀(dao)鏡處進行輸(shu)出耦合的不穩(wen)定(ding)激光器(qi)諧振(zhen)腔(qiang)。如果(guo)采用刮刀(dao)鏡（圖2，具有橢圓孔的斜面(mian)反(fan)射鏡），它(ta)可以“刮去”腔(qiang)內(nei)往(wang)返(fan)運(yun)動的一些光束。

另外還可(ke)以(yi)(yi)采用可(ke)變反(fan)射率反(fan)射鏡(jing)，其(qi)中(zhong)隨(sui)著距離(li)光束軸的(de)增大反(fan)射率會減(jian)小(xiao)，通常是根據高(gao)(gao)斯或者超高(gao)(gao)斯方(fang)程變化。這種方(fang)案(an)可(ke)以(yi)(yi)避免通常近場輸出光束截面的(de)環形結構，并(bing)且通常很(hen)適合得到很(hen)高(gao)(gao)光束質量的(de)光束。

有(you)時(shi)，諧振(zhen)腔在一(yi)個方向(xiang)(xiang)上(shang)是(shi)穩(wen)定(ding)(ding)的，另一(yi)方向(xiang)(xiang)是(shi)不穩(wen)定(ding)(ding)的。這(zhe)種(zhong)混合諧振(zhen)腔通常用在具有(you)很(hen)高橢圓(yuan)度的光束中(zhong)。

不穩(wen)定激光器諧振腔(qiang)的優勢和限制

大多(duo)數激光(guang)器諧振腔都是穩(wen)定(ding)的(de)，但是在一些(xie)特定(ding)情況(kuang)下不穩(wen)定(ding)諧振腔具有(you)很大的(de)優勢。特別的(de)，它(ta)可以得到非常(chang)高(gao)(gao)功(gong)率的(de)激光(guang)光(guang)束，同時光(guang)束質量很高(gao)(gao)。

在這種情況下穩(wen)(wen)定諧振(zhen)(zhen)腔(qiang)常見的問題(ti)是不能實現足夠(gou)大的基(ji)本(ben)諧振(zhen)(zhen)腔(qiang)模(mo)(mo)式，或(huo)者該模(mo)(mo)式對(dui)熱透鏡和不對(dui)準(zhun)很(hen)敏(min)感(gan)。而不穩(wen)(wen)定諧振(zhen)(zhen)腔(qiang)基(ji)模(mo)(mo)占很(hen)大部分，并且凈增益(yi)遠大于高階模(mo)(mo)式，另外對(dui)不對(dui)準(zhun)也不敏(min)感(gan)。

但是(shi)，只有當增(zeng)益介質能(neng)夠(gou)提(ti)供足夠(gou)大(da)的增(zeng)益時該原理才適用。在脈沖閃光(guang)燈泵(beng)浦(pu)或(huo)者二極管泵(beng)浦(pu)YAG激光(guang)器中，金屬(shu)氣體激光(guang)器，準(zhun)分子激光(guang)器和(he)化學激光(guang)器中就是(shi)這種情況。

而應用到(dao)低增益激光(guang)(guang)器(qi)，例(li)如二氧化碳激光(guang)(guang)器(qi)或連續波燈(deng)泵(beng)浦(pu)固體激光(guang)(guang)器(qi)，會(hui)比較(jiao)困難，并且(qie)通常(chang)得到(dao)的光(guang)(guang)束(shu)質量很低。

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