1.2. ÎÏÒÈ×ÅÑÊÈÉ ÐÅÇÎÍÀÒÎÐ
Äëÿ ïåðåõîäà îò óñèëåíèÿ ê ãåíåðàöèè ñâåòà äëÿ îïòè÷åñêèõ âîëí íåîáõîäèìà îáðàòíàÿ ñâÿçü, êîòîðóþ îáåñïå÷èâàåò îïòè÷åñêèé ðåçîíàòîð. Ïðîñòåéøèé âèä îïòè÷åñêîãî ðåçîíàòîðà - äâà ïëîñêîïàðàëëåëüíûõ çåðêàëà (ðåçîíàòîð Ôàáðè - Ïåððî). Ìåæäó çåðêàëàìè ðåçîíàòîðà ðàçìåùàåòñÿ ðàáî÷åå òåëî, îáåñïå÷èâàþùåå ñóùåñòâîâàíèå ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ â ïðîñòðàíñòâå ìåæäó çåðêàëàìè.
Ïðè ðàññòîÿíèè ìåæäó çåðêàëàìè
â ðåçîíàòîðå óñòàíàâëèâàåòñÿ ñèñòåìà ñòîÿ÷èõ âîëí, ïîä÷èíÿþùèõñÿ óñëîâèþ
ãäå
äëèíà âîëíû ñâåòà;
Ô - óãîë ìåæäó âîëíîâîé íîðìàëüþ è îïòè÷åñêîé îñüþ ðåçîíàòîðà;
- öåëîå ÷èñëî.
Êàæäàÿ ñòîÿ÷àÿ âîëíà, ñîîòâåòñòâóþùàÿ ÷èñëó
åñòü
ìîäà êîëåáàíèé.
Òàê êàê
, òî ðàññòîÿíèå ìåæäó ñîñåäíèìè ìîäàìè âåñüìà ìàëî è ïðè
ñîñòàâëÿåò
Íàïðèìåð, ïðè
.
Âàæíåéøåé õàðàêòåðèñòèêîé ðåçîíàòîðà è âñåãî êâàíòîâîãî ãåíåðàòîðà ÿâëÿþòñÿ ïîòåðè èçëó÷åíèÿ â ðåçîíàòîðå. Ïîòåðè â ðåçîíàòîðå âêëþ÷àþò ïàññèâíûå ïîòåðè â ðàáî÷åì òåëå Êî (ðàññåÿíèå, ïîãëîùåíèå â ðàáî÷åì òåëå) è àêòèâíûå ïîòåðè (ïîòåðè íà èçëó÷åíèå ñâåòà èç ðåçîíàòîðà). Äëÿ òîãî ÷òîáû âûâåñòè ÷àñòü èçëó÷åíèÿ èç ðåçîíàòîðà, åãî çåðêàëà äåëàþòñÿ ÷àñòè÷íî ïðîçðà÷íûìè, òàê ÷òî êîýôôèöèåíòû îòðàæåíèÿ äâóõ çåðêàë
ìåíüøå åäèíèöû. Òîãäà
îïðåäåëÿþò ïðîïóñêàíèå ñâåòà çåðêàëàìè ðåçîíàòîðà, ò.å. èíòåíñèâíîñòü èçëó÷åíèÿ, òåðÿåìîãî ðåçîíàòîðîì. Ïðîéäÿ ïóòü
âîëíà äâàæäû îòðàæàåòñÿ îò çåðêàë è ñîîòâåòñòâóþùàÿ ýòîé âîëíå èíòåíñèâíîñòü ñâåòà
îêàçûâàåòñÿ ðàâíîé
ãäå
- èíòåíñèâíîñòü ñâåòà äî îòðàæåíèÿ îò çåðêàë. Òàê êàê ýòî îñëàáëåíèå ñâåòà ïðîèçîøëî íà ïóòè
òî îïðåäåëèòü êîýôôèöèåíò ïîòåðü íà çåðêàëàõ íà åäèíèöó äëèíû ðåçîíàòîðà
èç óñëîâèÿ
Ñ ó÷åòîì ïàññèâíûõ ïîòåðü
äëÿ ñóììàðíîãî êîýôôèöèåíòà ïîòåðü ïîëó÷èì
Ïðè
áëèçêèõ ê åäèíèöå
òîãäà ìîæíî ñ÷èòàòü
Êðîìå êîýôôèöèåíòà ïîòåðü äëÿ õàðàêòåðèñòèêè ïîòåðü â ðåçîíàòîðå èñïîëüçóþòñÿ è äðóãèå õàðàêòåðèñòèêè:
1. Âðåìÿ æèçíè êâàíòà â ðåçîíàòîðå
Ââåñòè ýòó õàðàêòåðèñòèêó ìîæíî, ðàññìîòðåâ èçìåíåíèå èíòåíñèâíîñòè èçëó÷åíèÿ â ðåçîíàòîðå âî âðåìåíè çà îäèí ïðîõîä
ãäå
- ñêîðîñòü ñâåòà â ñðåäå.
Èç (1.18) ñëåäóåò, ÷òî
Âåëè÷èíà
îïðåäåëÿåò ÷àñòîòó ñîóäàðåíèÿ êâàíòà ñ çåðêàëàìè, ò.å. ÷àñòîòó ïîïûòêè êâàíòà âûéòè çà ïðåäåëû ðåçîíàòîðà. Ïðîèçâåäåíèå
èìååò ñìûñë âåðîÿòíîñòè âûõîäà êâàíòà èç ðåçîíàòîðà èëè ïîãëîùåíèÿ åãî âíóòðè ðåçîíàòîðà çà îäèí ïðîõîä. Ñëåäîâàòåëüíî, âðåìÿ æèçíè êâàíòà â ðåçîíàòîðå
2. Äîáðîòíîñòü ðåçîíàòîðà
Èñïîëüçóÿ (1.19) è èçâåñòíîå âûðàæåíèå äëÿ èçìåíåíèÿ àìïëèòóäû êîëåáàíèé ÷åðåç äîáðîòíîñòü êîëåáàòåëüíîé ñèñòåìû, ïîëó÷èì:
èëè äîáðîòíîñòü ðåçîíàòîðà åñòü
Êîíñòðóêöèè ðåçîíàòîðîâ ðàçíîîáðàçíû, è èõ õàðàêòåðèñòèêè âêëþ÷àþò íå òîëüêî ïîòåðè. Íå êàñàÿñü êîíñòðóêöèé ëàçåðîâ è èõ ðåçîíàòîðîâ, îãðàíè÷èìñÿ ââåäåíèåì ïîíÿòèÿ ïîòåðü â ðåçîíàòîðå, ÷òî ïîçâîëÿåò ââåñòè ïðåäñòàâëåíèå î ïîðîãîâûõ óñëîâèÿõ ðàáîòû êâàíòîâîãî ãåíåðàòîðà.