谐振条件是否是形成激光的必要条件之一？

tzhhui

“在一般的情况下，对一定长度的谐振腔，只有某些特定频率的光波，在腔内走一个来回，位相的改变量才是2π的整数倍。也就是说，只有某些特定的频率才能满足谐振条件，形成激光。另一些频率，则不能满足谐振条件，因而也就不能形成激光。在这里，谐振腔起到了一种频率选则器的作用”。
  若在工作物质无限长或对于输出功率/能量而言是足够长的情况下，在单程的状况下就能够增益足够大形成激光（脉冲）输出，相对于输出镜而言透射率为100%，那在这种状况下，谐振条件就无意义了，在增益荧光谱线范围就有相当多的频率光波能够得到增益到足够大形成激光，在这一点而言激光单色性好的特点似乎又有点不成立？
  以上是个人看法，虽然知道上述一定有误，但自己有些迷惑，故请各位前辈赐教解惑。

心慌

看看激光的概念是“受激辐射光放大”，而且有4个特性。
如果按你的说法，就是普通的电灯泡都能发射出1064nm波长的光，但这决不是激光。

free

工作物质会无限长吗?而谐振腔就可以理解为把工作物质的长度加长了.所以产生激光还是必须要有谐振腔的.

zgzxb

我个人认为是这样的：激光是由于受激辐射而发出的光束，刚开始时泵浦源泵浦工作物质，将会产生各种频率的光，而这些光都是由于自发辐射而产生，如果没有谐振腔得存在，这些光将沿着各个方向发射，此时损耗很大，所产生的光束不应该叫做激光。
如果有了谐振腔，这些自发辐射的光中有部分沿着轴线传播的，将通过谐振腔震荡，这是震荡的光束经过工作物质时，与其（处在上能级的粒子）相互作用将产生受激辐射，得到与首先起振光特性（方向性，相位，光谱特性等）相同的光束这部分就叫做激光，该光束在谐振腔内往返震荡何放大，与工作物质不断的作用产生受激辐射将激光能量放大。当超过阈值以后就有激光输出。通过上面激光产生的过程，我们可以看到无论你的工作物质多么的长，如果没有谐振腔，就不会产生受激辐射，同时也不会有高功率的激光输出。
你所说的情况，只是在激光的放大级用到，当激光震荡级已经产生了一个种子光束后，让其注入到放大级，通过放大级（Optical Amplifier)进行放大，如果放大级越长，放大的功率就越高。其放大级不需要加谐振腔，种子光就通过一次放大即可。

tzhhui

谢谢版主，
   假设在自发辐射的光中沿着轴线传播的部分谐振腔内振荡N次后，受激放大形成激光，那么若工作物质长度设定为 2NL （L为工作物质的长度）或更长些且自发辐射的光中沿着轴线传播的部分不是同样可以受激放大形成激光吗？ 虽然实际上不可能将工作物质作到2NL的长度，但理论上是可以这么假设的

zgzxb

不客气！！

eaglewagn

如果自发辐射可以产生激光，那我们这个n等多长时间才能实现呀？

tzhhui

对于纳秒级脉冲激光而言： 比如： 30ns*3*10^8=9m

zgzxb

我后来又想了想并查了一些资料，对上面的问题有了比较深刻的认识。从理论上来说：如果工作物质充分的长，增益系数非常的大。那么还是会有激光输出的。只不过输出激光的模式很差。因为它缺少了谐振腔的选模过程。此过程有些类似行程放大。但是实际上这中情况是不可能实现的，只是在理论上可以这么说罢了。

tzhhui

若只考虑从几何光学的角度分析：

    光在谐振腔的轴线来回振荡，针对光波长选择输出镜反射率（输出率），做到谐振腔内满足阈值条件，在这种状态下光可起振形成激光， 几何光学的角度下只要做到输出损耗+腔其他损耗小于等于增益，就可起振形成激光，而在并未体现谐振条件的选频作用，希望高手解惑

ranger

只满足强度条件不行，好要满足相位条件。