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在激光技術發展歷史上最早提出的是平行平面腔，它由兩塊平行平面反射鏡組成。這種裝置在光學上稱為法布里一珀羅干涉儀，簡記為F—P腔。隨著激光技術的發展。以后又廣泛采用由兩塊具有公共軸線的球面鏡構成的諧振腔，稱為共軸球面腔；其中一個反射鏡為(或兩個都為)平面的腔是這類腔的特例。從理論上分析這類腔時，通常認為其側面沒有光學邊界(這是一種理想化的處理方法)，因此將這類諧振腔稱為開放式光學諧振腔，或簡稱開腔。根據腔內傍軸光線幾何偏折損耗的高低，開腔又可分為穩定腔、非穩腔和臨界腔。氣體激光器是采用開腔的典型例子。

由兩個以上的反射鏡可構成折疊腔或環形腔。在由兩個或多個反射鏡構成的開腔內插入透鏡等光學元件將構成復合腔。在兩鏡腔或折疊腔中，往返傳播的兩束光有固有的相位關系，遂因十涉而形成駐波，因而稱作駐波腔。在環形腔中，順時針與反時針傳輸的光因互相獨立而不能形成駐波，當插入光隔離器時只存在單方向傳輸的光，所以稱作行波腔。

另一類光諧振腔為波導諧振腔。半導體激光器采用介質波導腔，其光傳輸區(有源區)的橫向尺寸與波長可比擬，由于有源區的折射率高于包圍區，有源區內的近軸光線將在側壁發生全內反射，并由波導端面的解理面形成端面反饋，或由生成的光柵形成分布反饋。光纖激光器的光諧振腔也屬介質波導腔，尺寸與波長可比擬的纖芯折射率高于包層。氣體波導激光器則采用空心介質波導腔，其典型結構是在一段空心介質波導管兩端適當位置處放置兩塊適當曲率的反射鏡片。這樣，在空心介質波導管內，場服從波導管中的傳輸規律；而在波導管與腔鏡之間的空間中，場按與開腔中類似的規律傳播。在波導諧振腔中，不能忽略側面邊界的影響。

本章只討論由兩個球面鏡構成的開放式光學諧振腔，因為這類腔是最簡單和最常用的。折疊腔、環形腔、復合腔等比較復雜的開腔往往可以利用本章的某些結果或方法來處理。在第八章中將對半導體激光器的介質波導腔予以討論。

二、模的概念——腔與模的一般聯系

無論是閉腔或是開腔，都將對腔內的電磁場施以一定的約束。一切被約束在空間有限范圍內的電磁場都只能存在于一系列分立的本征狀態之中，場的每一個本征態將具有一定的振蕩頻率和一定的空間分布。通常將光學諧振腔內可能存在的電磁場的本征態稱為腔的模式。從光子的觀點來看，激光模式也就是腔內可能區分的光子的狀態。

腔內電磁場的本征態應由麥克斯韋方程組及腔的邊界條件決定。由于不同類型和結構的諧振腔的邊界條件各不相同，因此諧振腔的模式也各不相同。對波導腔，一般可以通過直接求解微分形式的麥克斯韋方程組來決定其模式；而尋求開腔模式的問題則通常從波動光學的衍射理論出發，歸結為求解一定類型的積分方程。但不管是閉腔還是開腔。一旦給定了腔的具體結構，則其振蕩模式的特征也就隨之確定下來，這就是腔與模的一般聯系。因此，光學諧振腔理論也就是激光模式理論。其目的是揭示激光模式的基本特征及其與腔的結構之間的依賴關系。所謂模的基本特征，指的是：每一個模的電磁場分布、諧振頻率、在腔內往返一次經受的相對功率損耗、與對應的激光束的發散角。只要知道了腔的參數，就可以地確定模的上述特征。

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