空间-时间相位调制谐振器的相干性研究

"A Mode of Resonators with Spatial-temporal Phase Modulation" 文章深入探讨了一种具有空间-时间相位调制的谐振器模式，并基于激光谐振器的相干理论进行了数值分析。研究发现，当谐振器的一个镜片上施加固定相位调制时，输出光束完全相干。然而，对于具有时间变化相位调制镜片的谐振器，其模式部分相干。通过适当选择谐振器参数，可以得到部分相干的平坦顶输出光束。 在激光科学中，激光器的输出光束通常具有高相干性，这在某些应用中至关重要。然而，在其他情况下，高相干性并非必需，甚至可能带来负面影响，因为高相干性容易导致光强分布不均匀的散斑现象。许多激光应用需要光束的强度剖面保持均匀，例如，在工业加工、光学显微镜和医学治疗等领域，均匀的光束强度可以提高工艺精度和安全性。 空间-时间相位调制的概念是通过改变激光谐振腔内光波的相位来调控光束特性的一种方法。固定相位调制是指在一个反射镜上应用恒定的相位变化，这使得通过谐振器的光子具有相同的相位关系，从而产生完全相干的光束。另一方面，时间变化相位调制则是指相位随时间动态改变，这会导致光束的相干性降低，但可以产生特定的光束形状和特性。 部分相干性是指光束内的不同部分之间存在一定的相位关系，但并不完全一致。这种特性可以用于控制光束的扩散和散斑，以获得更均匀的光强分布。平坦顶光束，即光强在垂直方向上几乎恒定的光束，是部分相干性应用的一个例子。在激光加工中，平坦顶光束可以确保在整个加工区域上提供一致的能量密度，从而提高加工质量和效率。 论文的作者 LIN Qiang, NI Jie 和 WANG Ligang 来自中国浙江大学物理系，他们的研究揭示了如何通过调整谐振器参数来实现特定的光束特性，这对于激光技术的进一步发展和应用具有重要意义。通过这种方式，科学家们能够设计出满足特定需求的激光系统，无论是需要高相干性的精密测量，还是需要低相干性、均匀光强分布的加工应用。