题目
4. 稳定谐振腔的两块反射镜,其曲率半径分别为 R1 =40cm,R2=100cm,求腔长L 的取值范围。
4. 稳定谐振腔的两块反射镜,其曲率半径分别为 R1 =40cm,R2=100cm,求腔长L 的取值范围。
题目解答
答案
答: 0(1 L)(1 L)10(1 L)(1 L)1 0 L 40 cm 或 100 L 140 cmR 1 R 240100
解析
稳定谐振腔的条件是解题的核心。当两块反射镜均为凹面镜时,需根据镜的曲率中心相对位置分两种情况讨论:
- 曲率中心同侧:腔长$L$必须小于等于较小的曲率半径;
- 曲率中心异侧:腔长$L$必须大于等于较大的曲率半径,且不超过两曲率半径之和。
情况1:曲率中心同侧
若两镜的曲率中心位于腔的同一侧,则腔长$L$需满足:
$L \leq \min(R_1, R_2)$
代入$R_1=40\ \text{cm}$,$R_2=100\ \text{cm}$,得:
$L \leq 40\ \text{cm}$
情况2:曲率中心异侧
若两镜的曲率中心位于腔的相反侧,则腔长$L$需满足:
$\max(R_1, R_2) \leq L \leq R_1 + R_2$
代入数值,得:
$100\ \text{cm} \leq L \leq 140\ \text{cm}$