同一种激光模式 高阶模式的产生会降低基模的功率吗 能降低多少？
这是一个非常好的问题，它涉及到激光器内部的核心竞争过程（Deepseek）。
简单直接的回答是：是的，在绝大多数情况下，高阶模式的产生会降低基模的功率。降低的幅度可以从轻微到完全主导，这取决于激光器的设计和操作条件。
下面我们来详细解释为什么以及能降低多少。
核心原理：模式竞争和增益饱和
激光器的工作物质提供的能量（增益）是有限的。各个横模（如基模TEM00、高阶模TEM10等）并不是独立地从增益介质中获取能量，它们共享同一个增益池。
增益饱和效应：当激光器起振后，最强的模式（通常是基模）会迅速消耗上能级的粒子数，使增益介质的增益下降。
竞争关系：如果激光谐振腔的设计使得高阶模也能满足振荡条件（达到阈值），那么它们就会和基模竞争这些有限的增益。基模和高阶模都会试图从已经饱和的增益中“抢夺”能量。
结果：总的激光输出功率是所有振荡模式功率的总和。当高阶模式开始振荡时，原本可能全部用于激发基模的能量，现在被分配给了基模和多个高阶模。因此，基模的功率必然会下降。
一个比喻：可以把增益介质想象成一个水池（能量池），基模和高阶模是不同粗细的水管。当只有基模这根水管排水时，它能获得全部流量。但如果同时打开了多根高阶模的水管，总出水量（总激光功率）可能会增加，但基模水管分到的水量就会减少。
能降低多少？—— 影响因素和量化估计
基模功率降低的幅度不是一个固定值，它主要取决于以下几个关键因素：
1. 泵浦功率水平
刚达到阈值时：通常激光器会先以基模运转，因为基模的衍射损耗最小，最容易起振。此时基模功率占主导。
提高泵浦功率：当泵浦功率增加到一定程度，增益变得足够高，以至于那些衍射损耗稍大的高阶模也达到了振荡阈值，开始参与竞争。这时，基模的功率增长会变缓甚至出现平台，而总功率的增加主要来自于新产生的高阶模。
远高于阈值时：在某些谐振腔设计（如平平腔）中，当泵浦功率远高于阈值时，激光器可能会进入多模运转状态，高阶模的功率可能远超基模，此时基模功率被严重稀释，占总功率的比例很小。
2. 谐振腔的设计
这是控制模式竞争最关键的因素。设计目标是增大基模和高阶模的损耗差异。
稳定腔 vs. 非稳腔：常用的稳定腔本身对横模的鉴别能力不强。
增加选模元件：
腔内光阑：这是最直接的方法。在腔内插入一个直径稍大于基模光斑的光阑，可以物理上阻挡掉光斑较大的高阶模，使它们无法振荡。在这种情况下，如果光阑设计得当，可以几乎完全抑制高阶模，从而保证基模功率不受影响。
腔镜曲率：使用共焦腔、半共焦腔等设计可以增大高阶模的衍射损耗，从而抑制高阶模。
热透镜效应：在一些固体激光器中，泵浦会导致激光棒产生热透镜，这会改变谐振腔的动态特性，可能有利于也可能不利于基模运转。
3. 增益介质本身的特性
有些增益介质的增益带宽很宽，更容易同时支持多个横模振荡。
量化估计举例
很难给出一个精确的“降低多少”的公式，因为它高度依赖于系统。但我们可以描述几种典型情况：
无模式选择的普通激光器：
在低泵浦时，可能是 100% 的基模。
在中高泵浦时，基模功率可能只占总功率的 30% - 70%，其余由多个高阶模贡献。基模的绝对功率可能比理想情况下（无高阶模时）降低 50% 或更多。
带有精密模式选择（如腔内光阑）的激光器：
在很大的泵浦功率范围内，可以实现 >99% 的基模纯度。高阶模被有效抑制，因此对基模功率的降低效应可以忽略不计（<1%）。这种激光器的总输出功率会低于同尺寸无模式选择的激光器，但光束质量（M²因子接近1）极高。
总结
会不会降低？：会。因为模式之间共享有限的增益，存在竞争关系。
能降低多少？：从微乎其微到几乎完全主导都有可能。这取决于：
泵浦水平：泵浦越高，越容易产生高阶模。
谐振腔的选模能力：这是最关键的因素。通过精心设计谐振腔和加入选模元件，可以最大限度地抑制高阶模，使基模功率即使在较高泵浦下也占绝对主导地位。
如果您有一个特定的激光器，想知道基模功率被稀释了多少，通常需要通过实验测量其光束质量因子（M²因子）来评估。M²因子越接近1，说明基模纯度越高，高阶模的影响越小。