共振腔
运用在激光器中的光学反馈结构
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历史版本
共振腔（英语：resonant cavity[1]），又称谐振腔、光学共振腔，[2]是由镜面或其他光学元件排列而成的长度固定的腔体。共振腔是激光器的主要组成部分，腔中包含了增益介质。光在腔体内会发生多次反射，产生具有特定共振频率的模式。光学共振腔是激光组成的三要素之一。[2]魏因施泰因（Вайнштайн）在1962至1965年间建立了双反射镜开式共振腔的完整理论并且发展了一系列方法。[10]1958年，迪克（Dicke）提出了开式的共振腔结构。[11]
共振腔的作用一方面是提供光学反馈能力以形成受激发射的持续振荡，另一方面则是对振荡光束的方向和频率进行限制，这种限制主要表现为对振荡光子方向和频率的限制，以保证输出激光的高单色性和高定向性。[2]共振腔的形式多样，常见的有三种：第一种为平行平面腔，由两个平行平面反射镜组成，光学上称为法布里博罗光共振腔（Fabry-Perotresonator），简称为F-P腔，多用于固态激光系统。[6]第二种为双凹腔，由两个凹面反射镜组成。[7]第三种为平凹腔，由一个平面反射镜和一个面反射镜组成。[7]设计共振腔时，需要考虑多个要素，如腔形、反射镜的曲率、以及孔径、腔的菲涅耳数N和Q值（品质因子）等。[9]
共振腔不仅在光学领域有着广泛应用，还在量子计算、[4]非线性光学、[5]光频标、[12]声学、[13]纳米技术[3]等方面发挥着重要作用。例如，在量子计算中，微柱共振腔提高了单光子源的提取效率。[4]多组分玻璃微腔谐振器具有高非线性系数、高稀土离子掺杂能力、较宽的红外光谱范围和较低的声子能量等一系列优点等。[5]