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?不穩(wěn)定諧振腔是對(duì)于光束橫向偏移動(dòng)態(tài)上不穩(wěn)定的光學(xué)諧振腔。
諧振腔模式在穩(wěn)定和非穩(wěn)定的情況下的性質(zhì)差別很大。非穩(wěn)定諧振腔具有一些特殊的性質(zhì)：
模式通常具有很強(qiáng)的衍射損耗（每次往返為50%或更高）。
高階模式的衍射損耗更高。這種內(nèi)稟的模式識(shí)別更易于實(shí)現(xiàn)激光器的單橫向模式工作。
尤其是在諧振腔堅(jiān)硬邊緣處的衍射情況下，橫向模式截面非常復(fù)雜并且通常具有環(huán)形結(jié)構(gòu)。這時(shí)只能采用數(shù)值方法計(jì)算模式截面。而在有些具有軟孔徑諧振腔中（如下），可以通過(guò)解析方法估計(jì)其模式性質(zhì)。
在線性非穩(wěn)定諧振腔中，兩相向光束的波前彼此不重合，因此也與兩端反射鏡表面不匹配。
不穩(wěn)定不表示這種諧振腔比穩(wěn)定的諧振腔更不堅(jiān)固。相反的，不穩(wěn)定諧振腔的對(duì)準(zhǔn)靈敏度比穩(wěn)定諧振腔還要低，并且采用不穩(wěn)定諧振腔已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了非常堅(jiān)固的高功率激光器。
不穩(wěn)定激光器諧振腔的輸出耦合
通常利用不穩(wěn)定激光器諧振腔的衍射損耗作為有用的激光器輸出。輸出耦合器是一個(gè)普通的激光器反射鏡，其中場(chǎng)分布超過(guò)反射鏡邊緣，因此一些光可以穿過(guò)反射鏡出去（如圖1）。
盡管輸出光束截面在近場(chǎng)區(qū)域存在一個(gè)孔，但是光束發(fā)散角很小，因此這種采用非穩(wěn)定諧振腔的非常高功率激光器的光束質(zhì)量比采用穩(wěn)定諧振腔的要高，尤其是當(dāng)衍射損耗很大，孔非常小的情況下。
圖1：在堅(jiān)硬邊緣反射鏡處進(jìn)行輸出耦合的不穩(wěn)定激光器諧振腔。
圖2：在刮刀鏡處進(jìn)行輸出耦合的不穩(wěn)定激光器諧振腔。如果采用刮刀鏡（圖2，具有橢圓孔的斜面反射鏡），它可以“刮去”腔內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)的一些光束。
另外還可以采用可變反射率反射鏡，其中隨著距離光束軸的增大反射率會(huì)減小，通常是根據(jù)高斯或者超高斯方程變化。這種方案可以避免通常近場(chǎng)輸出光束截面的環(huán)形結(jié)構(gòu)，并且通常很適合得到很高光束質(zhì)量的光束。
有時(shí)，諧振腔在一個(gè)方向上是穩(wěn)定的，另一方向是不穩(wěn)定的。這種混合諧振腔通常用在具有很高橢圓度的光束中。
不穩(wěn)定激光器諧振腔的優(yōu)勢(shì)和限制
大多數(shù)激光器諧振腔都是穩(wěn)定的，但是在一些特定情況下不穩(wěn)定諧振腔具有很大的優(yōu)勢(shì)。特別的，它可以得到非常高功率的激光光束，同時(shí)光束質(zhì)量很高。
在這種情況下穩(wěn)定諧振腔常見(jiàn)的問(wèn)題是不能實(shí)現(xiàn)足夠大的基本諧振腔模式，或者該模式對(duì)熱透鏡和不對(duì)準(zhǔn)很敏感。而不穩(wěn)定諧振腔基模占很大部分，并且凈增益遠(yuǎn)大于高階模式，另外對(duì)不對(duì)準(zhǔn)也不敏感。
但是，只有當(dāng)增益介質(zhì)能夠提供足夠大的增益時(shí)該原理才適用。在脈沖閃光燈泵浦或者二極管泵浦YAG激光器中，金屬氣體激光器，準(zhǔn)分子激光器和化學(xué)激光器中就是這種情況。
而應(yīng)用到低增益激光器，例如二氧化碳激光器或連續(xù)波燈泵浦固體激光器，會(huì)比較困難，并且通常得到的光束質(zhì)量很低。
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