Лазерные режимы

Основная мода TEM ₀₀ является лишь одной из многих поперечных мод, удовлетворяющих критериям двустороннего распространения. На рисунке ниже показаны примеры основных решений Эрмита-Гаусса (прямоугольных) низшего порядка уравнения распространения.

Обратите внимание, что индексы n и m в собственной моде TEM _nm соотносятся с количеством узлов в направлениях x и y . В каждом случае соседние лепестки моды сдвинуты по фазе на 180°.

Уравнение распространения можно также записать в цилиндрической форме с точки зрения радиуса ( r ) и угла ( f ). Собственные моды ( E _rf ) для этого уравнения представляют собой серию аксиально-симметричных мод, которые для устойчивых резонаторов близко аппроксимируются функциями Лагерра-Гаусса, обозначаемыми TEM _rf . Для моды низшего порядка, TEM ₀₀ , функции Эрмита-Гаусса и Лагерра-Гаусса идентичны, но для мод более высокого порядка они существенно различаются, как показано на рисунке ниже.

Мода TEM ₀₁ *, также известная как мода «бублик» или «бублик», считается суперпозицией мод Эрмита-Гаусса TEM ₁₀ и TEM ₀₁ , синхронизированных по фазовой квадратуре.

В реальных лазерах преобладают моды Эрмита-Гаусса, поскольку деформация, небольшое смещение или загрязнение оптики имеют тенденцию приводить систему к прямоугольным координатам. Тем не менее, в хорошо ориентированных газоионных и гелий-неоновых лазерах с соответствующими ограничивающими апертурами отчетливо наблюдается режим Лагерра-Гаусса ТЕМ