增強(qiáng)腔是利用共振效應(yīng)增強(qiáng)在其中往返運(yùn)動(dòng)的光功率的光學(xué)腔。今天我們來一起了解一下相關(guān)知識(shí)！

　　增強(qiáng)腔是一種光學(xué)腔（諧振腔），是用于共振增強(qiáng)光功率或者光強(qiáng)的；如果入射光是與腔共振且模式匹配的，那么腔內(nèi)的光功率遠(yuǎn)大于入射功率，尤其是腔具有很高的精細(xì)度時(shí)。

　　增強(qiáng)腔也可以加入一些光學(xué)元件。例如，加入非線性晶體可以進(jìn)行有效的非線性頻率轉(zhuǎn)換，如倍頻或者和頻產(chǎn)生。如圖所示，圖中為一個(gè)單片倍頻器。

　　它包含了一個(gè)端面具有電介質(zhì)涂層的非線性晶體，泵浦光可以在其中發(fā)生共振。在右側(cè)可以得到倍頻光。盡管非線性過程只能將一小部分的光功率轉(zhuǎn)化到倍頻光中，但是諧振腔還可以在一定程度上循環(huán)利用未被轉(zhuǎn)化的光。如果能夠?qū)崿F(xiàn)阻抗匹配，即如果入射反射鏡的透射率等于諧振腔損耗，那么轉(zhuǎn)化效率會(huì)非常高。

　　如果采用雙共振機(jī)制，即泵浦光和二次諧波都是共振的，即使功率非常低（幾個(gè)毫瓦），倍頻過程效率也會(huì)非常高。但是，雙共振條件很難保持。

　　需要注意的是，不要將共振倍頻與腔內(nèi)倍頻，后者的非線性晶體放置在激光腔內(nèi)，因此不需要單獨(dú)的共振腔。

　　高效共振增強(qiáng)的條件

　　為了使共振腔工作效率很高，需要考慮以下幾個(gè)因素：

　　共振條件要求諧振腔長度的誤差在一個(gè)波長范圍內(nèi)。為了使共振保持更長的時(shí)間，通常采用一個(gè)電子反饋回路。這一反饋回路或者通過改變激光器的頻率使其匹配腔頻率，或者通過壓電驅(qū)動(dòng)器改變腔長。需要注意的是，對(duì)于能夠?qū)崿F(xiàn)很大程度的功率增強(qiáng)的高精細(xì)度腔來說，腔和激光器的穩(wěn)定性必須非常高。

　　入射光必須與腔是模式匹配的，需要采用合適的幾何光學(xué)來聚焦和對(duì)準(zhǔn)。另外，輻射光在傳輸過程中需要保持衍射極限的光束質(zhì)量。

　　通過泵浦光功率的背向反射可使損耗ZUI小，這時(shí)增強(qiáng)腔需要滿足阻抗匹配。即入射端反射鏡的透射系數(shù)與共振腔中其它的損耗數(shù)值相等。

　　鎖模激光器中的增強(qiáng)腔

　　增強(qiáng)腔通常與單頻激光器結(jié)合使用，還可以與鎖模激光器一起使用。在后者情況下，腔長需要滿足一定的條件，即腔中光往返時(shí)間等于脈沖間隔的整數(shù)倍。也就是說，腔的自由光譜區(qū)是激光器脈沖重復(fù)頻率的整數(shù)倍，因此激光輸出的梳齒（頻率梳）都滿足共振。并且，腔內(nèi)色散和非線性效應(yīng)不能太強(qiáng)。

　　近年來，有人利用增強(qiáng)腔與很強(qiáng)的超短脈沖結(jié)合可以得到很高脈沖重復(fù)頻率的高次諧波產(chǎn)生。其中遇到的一個(gè)問題是需要很精確的腔內(nèi)色散補(bǔ)償，來自于很高的光強(qiáng)在諧振腔反射鏡和其它光學(xué)元件，以及由于用于高次諧波產(chǎn)生的氣體中等離子產(chǎn)生引起的光束畸變。