Mode Matching Resonator 2 - plan and curve mirror

• Radius of curvature of mirror R1: R1= 500 mm
• Radius of curvature of mirror R2: R2= infinity (Incoupling side)
• Wavelength: λ= 916.0 nm
• Length between the resonator mirrors: L= 100 mm
• Beam radius at cavity-waist: w0=w2
• Beam radius at mirror: w1, w2
• Distance between:
  • mirror R1 and mirror R2: L
  • mirror R2/lense 1 and lense 2: X
  • lense 2 focal length: Z
  • mirror R2/lense 1 and collimatorlense: Y
  • collimatorlense and fiber: 4 mm

We used the programm Strahl.exe (@IQ)
Step 0: Choose parameter

• Wellenlänge: 916 nm
• Brechungsindex: 1 (Air)

• Welcher Resonatortyp: linearer Resonator

Step 1: Beam waist calculation from resonator

• Insert
• Nr. 1: Spiegel 1 with Krümmungsradius 500mm → Brennweite: 250mm; Einfallwinkel: 0
• Nr. 2: Abstand 100 mm
• Nr. 3: Spiegel 2 with Brennweite 10000000000000 mm (so groß es ging)
  • Alternative: Planspiegel; Einfallwinkel: 0

→ Waistradius: w2= 270 µm, w1= 241.5 µm
→ FSR = 1.499 GHz

Step 2:

• Change with “Change” Spiegel 2 to Linse 1 - Radius Spiegel verw?=ja y
  • Brechungsindex: 1.5
  • Brennweite: -400000000000000 mm

Fenster?\\

• Abstand S2 zu “Grenzfläche” Fenster
• Grenzfläche: Brechungsindex 1.5 Einfallsw=0 Radius=0 bei unendl
• Abstand dicke Fenster: 6.35mm
• Grenzfläche: Brechungsindex 0 Einfallsw=0 Radius=0 bei unendl
• Programm berechnet hieraus Strahlrad.-1ym (Nicht realistisch)

2. Ansatz

• Berechnung der opt.Dichte → Weglängenänderung → Korrektur Abstand Spiegel zu Linse (wird größer) D(λ)=log[1-e^(-αλ)]=9,45mm → neuer Abstand X+3,15mm

Step 3:

• Nr. 4: Abstand einfügen als Variable X
  • Zusammengefasst aus einzelnen Messungen: X=530mm
• Nr. 5: Linse 2 einfügen als Variable Z
  • Eingebaute Linse hat f=500mm=Z
• Nr. 6: Abstand mit festen Y und Variable X: Y - X
  • Zusammengefasst aus einzelnen Messungen: Y=1188mm
• Nr. 7: Linse 3
  • Brennweite 4 mm (?)
• Nr. 8: Abstand 4 mm

• “Zielwaist” (Strahlrad.an Faserausgang): 5.2 µm

Step 4: Playing with the parameters X, Y and Z for the best Überlapp

• with “Variable”

TODO

1. Welche länger ist es 530 oder 518mm?
   
2. Fenster einfluss
3. Datenblatt des Kollimators
4. Datenblatt der Faser
5. optischen Weg des EOM → Datenblatt