HeNe激光器的相幹長度

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HeNe激光器的相幹長度

常見的氦氖激光器的相幹長度約為(wei) 10至30厘米。通過在腔內(nei) 添加一個(ge) 標準具來抑製除一種縱向模式之外的所有模式，100米的相幹長度是可能的。當然，這種氦氖激光器要貴得多，而且更有可能在光學研究實驗室中找到而不是大規模生產(chan) 的国产成人在线观看免费网站。然而，稍微不那麽(me) 奇特和昂貴的穩定HeNe激光器很容易獲得，它們(men) 在兩(liang) 個(ge) 正交縱向模式上振蕩並鎖定，因此它們(men) 處於(yu) 固定位置。當一種模式被偏振器阻擋時，產(chan) 生的光束是（幾乎）單頻的，具有數百米的相幹長度，這需要花費大量精力和費用才可測量。

對於(yu) 相幹性受多縱模而非噪聲限製的激光器，相幹長度可能可以更準確地稱為(wei) “相幹周期”，因為(wei) 高對比度區域將在相幹長度的倍數處重複出現，盡管由於(yu) 噪音和距離增加了一些退化。 因此，雖然法布裏-珀羅（線性腔）激光器（如HeNe）的相幹長度通常被認為(wei) 是管長度，但可用的相幹長度要短得多。

 

在HeNe激光器中，通常隻有幾個(ge) （但不止一個(ge) ）縱模。這些腔模必須滿足駐波標準，該標準規定反射鏡之間必須是整數個(ge) 半波長。在頻域中，這意味著兩(liang) 種模式之間的“距離”是∆nu = c/(2L)，其中L是激光器的長度。

模式之間的拍頻引起時間相幹性的周期性變化，周期為(wei) 2L/c，即在光程差為(wei) n*2L（n為(wei) 整數）的兩(liang) 個(ge) 光束之間獲得完全相幹性。

如果您隻有一個(ge) 頻率，則相幹長度是無限的（即忽略此模式的頻譜寬度，否則會(hui) 限製相幹長度）。如果您有兩(liang) 種模式，相幹性會(hui) 和諧變化（如正弦曲線）。激光器中的模式越多，具有良好相幹性的區域就越短，但周期仍然相同。

您可以通過設置邁克爾遜幹涉儀(yi) 來嚐試這一點，並從(cong) 相等的臂長開始，此時相幹性很好。然後增加一隻手臂的長度，直到條紋完全不可見。這應該發生在略小於(yu) 2L的光程差（光程差是臂長差的兩(liang) 倍）。如果激光隻有兩(liang) 種模式，則條紋的零可見度應該恰好發生在2L處。現在繼續增加光程差，直到達到4L（臂長差為(wei) 2L）。由於(yu) 光束之間恢複相幹性，您應該再次清楚地看到條紋。

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