如何获得更好的单色性和相干性的激光束

为了获得更好的单色性和相干性的激光束，要求激光以单频振荡，在一般情况下，多横模激光器是一个多频激光器，而多纵模激光器的频率间隔则更大。 激光器的振荡纵横数目，由腔长、工作物质的增益线宽和激励水平等因素所决定。因为只有处于增益线宽内的那些纵模频率才有可能真正起振，形成多纵模振荡。某些实际应用，如光通讯、激光全息、精密计量等要求激光具有高单色性、高相干性，必须单频工作，而纵模选择又是单频工作的必要条件。

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假设由增益线宽和激励水平(阈值)所决定的激光振荡的大致频率范围为Δv，腔所允许的相邻两振荡的纵模频率间隔为δv，则实际起振的纵模数目为Δv/ δv。有此可见，减少振荡纵模数(即选纵模)可通过两条途径来实现：一是设法压缩激光器的增益带宽Δv;二是设法增大相邻两振荡纵模之间的频率间隔δv。

对于纯均匀加宽介质的激光器，无论有多少频率满足空腔振荡条件并落在增益线宽内，往往只是一个频率(纵模)获得大于损耗的增益形成激光振荡。在均匀加宽介质激光器内，通过增益饱和效应，某一模式逐渐把其他的模式振荡抑制下去，最后只剩一个纵模振荡的现象，叫做模的竞争。竞争优胜的模式往往是最靠近增益线中心频率的那个。