Flächenresonatoren für Laser

Übersicht

Die Berechnung offener Flächenresonatoren beginnt mit Modell-Resonatoren aus unendlich langen Streifenspiegeln endlicher Breite. Die elektromagnetischen Felder solcher Resonatoren kann man allgemein in einem zylindrischen Koordinatensystem gewinnen. Diese Darstellung erlaubt es, in einfacher Weise zu Flächenresonatoren zu gelangen, indem durch zwei ideal leitfähige Ebenen im AbstandD≧λ/2 neue Randbedingungen geschaffen werden. Unter der Voraussetzung großer Abmessungen gegen die freie Wellenlänge λ, mit Ausnahme vonD, wird die Äquivalenz der Zylinderwellen zu räumlich inhomogenen Bandleitungswellen gezeigt. Das Spektrum der Eigenfrequenzen von Flächenresonatoren wird untersucht, ebenso die ResonatorgüteQ, wenn man eine endliche Leitfähigkeit σ der leitenden Ebenen berücksichtigt. Es folgen Meßergebnisse aus einem Modellversuch mit Millimeterwellen der Frequenzf≈70 GHz.

Contents

The mathematical description of open slab resonators begins with model-resonators consisting of infinitely long strip-reflectors. The electromagnetic fields of these resonators may be derived in general by using a cylindrical coordinate system. The description of slab resonators is achieved by means of this formalism in a simple way. Two conducting planes separated at a distanceD≧λ/2 are introduced, thus changing the boundary conditions suitably. If the free space wavelength λ is far smaller than all geometrical dimensions with the exception ofD, equivalence of the cylindrical waves with inhomogeneous parallel-plate waves is shown. The spectrum of the eigenfrequencies of slab resonators is examined, and also the resonator quality factorQ, when considering finite conductivity σ of the planes. Some results of experiments with millimeter-waves at frequenciesf≈70 GHz are presented.