光学谐振腔的稳定条件

在光学谐振腔中，光在两反射镜之间来回不断反射，因而通常要求谐振腔能保证光在腔内来回反射过程中始终不离开谐振腔。满足这一要求的腔称为稳定腔。讨论光线在谐振腔中的行为，由光线在腔内往返传输的矩阵表示法可以证明：对腔长为L、镜面曲率半径分别为R1和R2的谐振腔，其稳定条件为：
　　0<（1－L/R1）（1－L/R2）<1 或 （1－L/R1）＝（1－L/R2）  ⑴
　　引入腔几何参数因子，若令
　　g1=1-L/R1  ⑵
　　g2=1-L/R2  ⑶
　　则谐振腔稳定条件又可表示为： 0<g1g2<1 或 g1＝g2＝0  ⑷
　　这就是说，当腔的几何参数满足上述条件时，腔内近轴光线在腔内往返多次而不会横向逸出腔外，我们称谐振腔处于稳定工作状态。通常称式⑷为谐振腔的稳定性判据。因为有g1g2＞0的条件，对于稳定谐振腔结构，g1、g2符号相同。如果它们异号，此 腔为不稳定腔。