激光振荡器

激光振荡器本质上是两个基本组件的组合：一个光学放大器和一个光学谐振腔。

光学谐振腔

光谐振腔由垂直于活性材料光轴的两个相对平行平面镜或曲面镜构成，它们起到高选择生反馈器件的作用，将放大介质发射的部分信号耦合反馈，其相位保持不变，从而产生光振荡。

下图展示了激光振荡器的基本元件，泵浦灯使激光材料中的粒子数发生反转，并将能量存储在上激光能级。如果这种能量通过受激辐射释放到光束中，就会产生光放大。

系统被沿激光器轴线发射的自发辐射激励后，如果反馈足够大，足以补偿系统的内部损耗，系统就会开始振荡。反馈大小取决于反射镜的反射率，降低反射镜的反射率等同于降低反馈系数。光器的输出镜必须是部分透明的，以使部分辐射从振荡器中逸出或射出。

由两个平行平面镜构成的光学装置称为法布里-珀罗谐振腔（也称为F-P腔）。谐振腔的作用是维持电磁场分布，其损耗由放大介质通过受激辐射来补充。因此，谐振腔决定了激光辐射的光谱、方向和空间特性，而放大介质则作为能量源。

图3.1中所示的闪光灯和激光棒的排列方式被称为侧向泵浦或横向泵浦，因为泵浦辐射从相对于激光辐射传播方向的一侧照射到激光棒上。水或任何其他合适的冷却剂被泵送通过灯壳和流管内径之间的环形空间。泵腔的横截面可以是椭圆形，也可以紧密地缠绕在灯和激光棒周围，泵腔的后一种设计称为紧密耦合。

可以沿激光棒的长度放置激光二极管阵列，而不是如图所示的闪光灯。由于激光二极管的辐射输出是定向的，因此不需要使用闪光灯的那种反射泵腔。然而，在某些情况下，会在激光二极管和激光晶体之间插入聚焦光学器件以成形或集中泵浦光束。

由于激光二极管的输出可以被准直和聚焦，与闪光灯的辐射相反，泵浦辐射也可以通过上图所示的后反射镜引入。在这种所谓的端泵浦或纵向泵浦方案中，泵浦辐射和激光辐射在同一方向上传播。

用于反射激光辐射的两个反射镜的结构通常被描述为激光谐振腔，然而，有时候也称之为腔或激光腔。这与泵腔形成对比，泵腔是用来容纳闪光灯辐射的外壳。泵头是包含激光晶体、泵浦源、冷却通道和电气连接的结构和机械组件。