光学谐振腔

激光器的构成：由工作物质、光学谐振腔和泵浦源三部分组成。光学谐振腔的主要作用是为光的放大提供正反馈，同时这种反馈具有很好的模式选择作用，使得激光器总是工作在有限数量的模式上。什么样得光学结构，可以称为光学谐振腔呢？必须是两个平行的平面反射镜吗？

光的传播空间

可以把光或者电磁波的传播空间情况分为2种：

• 自由空间，无边界，光学均匀，如真空、均匀介质，本征模式是单色的平面波。
• 受限空间，光传播在一维、二维或者三维受到反射或折射的限制。

可形成封闭光路的受限空间称之为光学谐振腔。

比如光受玻璃微球表面反射的限制，可以形成封闭的光路，光在两个相互平行的反射镜之间来回反射，可以形成封闭光路。

光在平板波导或光纤中传播，虽然在横向受限，但不能形成封闭光路，不能构成光学谐振腔。

光学谐振腔为光路提供了反馈，产生干涉相长或干涉相消的现象。干涉相消形成负反馈，光场趋于零，光场不能稳定存在。干涉相长使光的反馈形成共振，形成不为零的稳定光场分布，这种光场就是谐振腔的模式，这也是受限空间称为光学谐振腔的原因。谐振腔的光学模式有确定的空间分布形式和特征频率，由谐振腔结构和参数决定，在激光领域，谐振腔的模式也称为激光模式。

开放式光学谐振腔

平板波导、光纤如果在纵向给光的传播增加一定的限制也可以构成光学谐振腔，利用波导端面的反射，形成纵向的反馈，也可以在波导或光纤上刻上布拉格光栅，或者利用反射镜把出射的光再耦合回去。

将封闭腔对光传播的两个维度打开，只保留一个维度，对光的传播进行限制，使用光学反射镜实现对光的反馈，这样的谐振腔称之为开放式光学谐振腔。在激光发展史上，开放式谐振腔的提出为激光器的发明起到了非常重要的推动作用。激光器的三大组成部分中光学谐振腔是决定激光器输出特性优劣的最关键因素。