不稳定谐振腔是对于光束横向偏移动态上不稳定的光学谐振腔。

根据设计细节，光学谐振腔对于横向光束偏移有的是稳定的，有的是不稳定的。如果谐振腔是稳定的，任何横向偏移位移或角度不太大的几何光线进入系统后会一直留在系统中做往返运动。而对于不稳定的谐振腔，这一光线迟早会出射。

谐振腔模式在稳定和非稳定的情况下的性质差别很大。非稳定谐振腔具有一些特殊的性质：

模式通常具有很强的衍射损耗（每次往返为50%或更高）。高阶模式的衍射损耗更高。这种内禀的模式识别更易于实现激光器的单横向模式工作。尤其是在谐振腔坚硬边缘处的衍射情况下，横向模式截面非常复杂并且通常具有环形结构。这时只能采用数值方法计算模式截面。而在有些具有软孔径谐振腔中（如下），可以通过解析方法估计其模式性质。在线性非稳定谐振腔中，两相向光束的波前彼此不重合，因此也与两端反射镜表面不匹配。不稳定不表示这种谐振腔比稳定的谐振腔更不坚固。相反的，不稳定谐振腔的对准灵敏度比稳定谐振腔还要低，并且采用不稳定谐振腔已经实现了非常坚固的高功率激光器。

不稳定激光器谐振腔的输出耦合

通常利用不稳定激光器谐振腔的衍射损耗作为有用的激光器输出。输出耦合器是一个普通的激光器反射镜，其中场分布超过反射镜边缘，因此一些光可以穿过反射镜出去（如图1）。尽管输出光束截面在近场区域存在一个孔，但是光束发散角很小，因此这种采用非稳定谐振腔的非常高功率激光器的光束质量比采用稳定谐振腔的要高，尤其是当衍射损耗很大，孔非常小的情况下。

图1：在坚硬边缘反射镜处进行输出耦合的不稳定激光器谐振腔。

图2：在刮刀镜处进行输出耦合的不稳定激光器谐振腔。如果采用刮刀镜（图2，具有椭圆孔的斜面反射镜），它可以“刮去”腔内往返运动的一些光束。

另外还可以采用可变反射率反射镜，其中随着距离光束轴的增大反射率会减小，通常是根据高斯或者超高斯方程变化。这种方案可以避免通常近场输出光束截面的环形结构，并且通常很适合得到很高光束质量的光束。有时，谐振腔在一个方向上是稳定的，另一方向是不稳定的。这种混合谐振腔通常用在具有很高椭圆度的光束中。

不稳定激光器谐振腔的优势和限制

大多数激光器谐振腔都是稳定的，但是在一些特定情况下不稳定谐振腔具有很大的优势。特别的，它可以得到非常高功率的激光光束，同时光束质量很高。在这种情况下稳定谐振腔常见的问题是不能实现足够大的基本谐振腔模式，或者该模式对热透镜和不对准很敏感。而不稳定谐振腔基模占很大部分，并且净增益远大于高阶模式，另外对不对准也不敏感。但是，只有当增益介质能够提供足够大的增益时该原理才适用。在脉冲闪光灯泵浦或者二极管泵浦YAG激光器中，金属气体激光器，准分子激光器和化学激光器中就是这种情况。而应用到低增益激光器，例如二氧化碳激光器或连续波灯泵浦固体激光器，会比较困难，并且通常得到的光束质量很低。

与光束有关的光学仪器推荐

光斑分析仪可以帮助我们解决很多光学相关的工作难题，今天为大家介绍一款价格实惠，功能实用的光斑质量分析仪！

光研科技自主研发的光斑分析仪Beamfiler可实现激光光斑检测及测试应用。有如下优点：

为客户提供定制光束质量分析一体化设计解决方案，并支持多应用开发。产品精度可以完全代替进口激光光束质量分析仪。

通过光束分析装置一体化设计，配套衰减方案设计，最小可测量直径40μm光斑，支持实时曝光及增益调节。

该系统可以对连续可见激光光斑进行采样，分析得到激光光斑中心，半径，椭圆比等，并对光强能量场进行二维和三维显示。可广泛用于需要对激光光斑形状进行检测得场合，如激光生产，维护以及激光应用。也常用于光学器件质量检查，激光腔镜调整，外光路准直，光纤对准耦合分析等。

自光研科技推出自研产品Beamfiler光斑质量分析仪以来，已得到了国内多家企业和科研院所的测试和使用。考虑到光斑质量分析仪需求量巨大且国外产品价格高昂，光研科技已正式开展光束质量分析仪定制化服务。目前已作为成熟产品在市场推广，性价比很高，得到大量客户认同。

光研科技给客户做的每个测试都会根据的具体需求做出最合理的解决方案，并尽可能提供相应的公式或者依据。光研科技立志为更多的光学企业提供更优质的光束质量分析系统！