両者の違いは何ですか?
モードを表す指標の一つにTEM00などがありますが、TEM00=シングルモード、それ以外はマルチモードと認識しています。
しかし、レーザ光を測定したときに、どうみてもTEM00なのに、マルチモードだというのがありました。
その根拠は、ピークが上下すること、ピークの位置が中心に定まらず、中心付近をぐるぐる回っているような波形だからだそうです。
横モードが目玉のおやじ(←こんな例えしか浮かびませんが…)みたいな状態であるのに、つまりTEM00に見えるのに、シングルモードではないということはあるのですか?
また、どのような条件が揃ったときに、シングルモードと言えるのでしょうか?
ご回答、お願い致します。
A 回答 (1件)
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No.1
- 回答日時:
まず、そもそもTEMxyというのが何であるかというのはご存知なのでしょうか。
その意味を知らないで話をしても話が先に進みません。
詳細な計算はたとえば「光エレクトロニクスの基礎」(A.Yariv著、丸善)などをごらんいただくとして、簡単に説明すると、これはガウスビームを表します。
ガウスビームのうち、特にモード00、つまりTEM00のモードのことを基本ガウスビームといい、いわゆる光の強度分布がガウス分布になるものです。
ガウス分布とは、その光強度が中心からの距離をrとしたときに、exp(-r^2)となる分布です。
(ちなみにモードが00以外のガウスビームを高次のガウスビームといいます)
さて、実際のレーザーにおいて、その強度プロファイルが完全にガウシャン(ガウス分布)であるならば、TEM00といえます。しかしながら現実のレーザーは複雑です。
実際のレーザビームの強度分布はこれらが複合したものになるのが通例です。
つまり非常に単純に言えば完全なガウスビームではない->複数のモードのガウスビームが混在している->モードが複数混在しているからマルチモードということです。
ちなみにどの程度基本ガウスビームに近い形をしているのかという指標にM^2ファクターという評価基準を用意しています。レーザーのカタログM^2が1の時には完全にガウスビームでありシングルモードです。
しかし実際のレーザは1.1とか1.05とかの数値になります。
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