基于二次共轭法测定He—Ne激光的波长
He-Ne激光
He-Ne激光2篇He-Ne激光是一种常见的气体激光，具有稳定性好、输出功率高的特点。
它的发展历史相对较长，在科学研究、工业应用等领域都有着广泛的应用。
本文将从He-Ne激光的基本原理和结构、工作特点以及应用领域三个方面进行介绍。
首先，让我们来了解一下He-Ne激光的基本原理和结构。
He-Ne激光是由氦(Helium)和Ne(氖)两种气体组成，它的激光发射波长为632.8纳米。
He-Ne激光的产生是通过电击氦和氖混合气体，使氖原子的电子跃迁能级产生激发，再通过受激辐射过程，氖原子产生光子并与氦原子发生碰撞，从而产生激光。
He-Ne激光的激光管一般采用玻璃或陶瓷材料制成，内壁涂有光反射性好的膜片，激活气体则储存在激光管内。
其次，我们来探讨一下He-Ne激光的工作特点。
He-Ne激光具有非常好的光束质量，光斑直径小，光束散角小，光的相干性好等特点。
同时，He-Ne激光还有一个重要的特点就是其激光输出的功率较高，一般可以达到数毫瓦至几十毫瓦的范围。
这使得He-Ne激光在许多领域中有着广泛的应用，如干涉仪、光谱仪、激光器等。
此外，He-Ne激光还具有较长的工作寿命和较高的稳定性，这也是其得到广泛应用的重要原因之一。
最后，我们将介绍一下He-Ne激光的应用领域。
首先是科学研究领域，He-Ne激光在干涉仪和光学实验中有着重要的应用。
通过He-Ne激光可以进行干涉实验研究光的波动性、光的相干性等问题，为光学领域的研究提供了重要的工具。
其次是工业应用领域，He-Ne激光在激光打标、激光切割等方面有着广泛的应用。
He-Ne激光的高功率输出和较小的光斑直径使得其在精密加工领域有着独特的优势。
另外，He-Ne激光还可以用于医疗、通信等领域，如激光测距仪、激光治疗仪等。
总结起来，He-Ne激光作为一种常见的气体激光，具有稳定性好、输出功率高的特点。
在科学研究、工业应用等领域都有着广泛的应用。
通过了解He-Ne激光的基本原理和结构、工作特点以及应用领域，我们可以更好地认识和了解 He-Ne激光，进一步推动其在不同领域的发展和应用。
用于绝对距离测量的He-Ne激光多波长干涉仪的研究
用于绝对距离测量的He-Ne激光多波长干涉仪的研究与传统外差干涉测量法相比,多波长绝对距离干涉测量法具有测量过程无需导轨及测相无需累加计数的优势,可使干涉测量更适用于实际生产生活的需要,进一步提高了现有激光干涉测距系统的应用范围,有着较高的应用和学术价值。
近年来,研究工作主要集中在如何选择合适光源组成合成波长链、高精度的相位测量、对各种误差因素的修正及如何使干涉系统实用化等方面。
本论文着重围绕多波长干涉测量法中的几个关键技术展开理论和实验研究,旨在探索其设计、构建和实用化方法。
主要内容包括:1.从小数重合法和多波长干涉理论出发,推导了光源在干涉系统中所需满足的级间过渡条件和使测量精度得以提高的逐级精化理论。
结合对各种光源振荡特性的分析,提出了利用633nm波段He-Ne激光构成双线三频的合成波长干涉测量方案,分析了该方案的实现机理以及光源部分所要满足的条件。
2.根据干涉系统中对光源的要求,特别是根据通常情况下629nm波长难以单谱线振荡输出的特性,分析了在相邻且增益相差悬殊的两谱线中选择单波长振荡的难点及以往激光器内谱线选择方法的不足。
从F-P腔模理论出发,研究了标准具随着长度和反射率参数而改变的透射特性,提出了用内置F-P标准具法在激光器内选择谱线的方案。
给出了对于增益悬殊的相邻谱线,F-P标准具实现选线所需要满足的长度和反射率公式,并用高斯光束传输理论仿真分析了内置F-P标准具后激光器的透射特性。
3.采用内置F-P标准具法,研制出可实现629nm单波长振荡输出的激光器。
通过调整F-P标准具在激光器内的倾斜角可以实现633nm和629nm两波长交替输出。
实验测量了该激光器在不同谱线振荡时随电流改变的输出功率变化;用外置F-P扫描干涉仪检测了两波长分别振荡时的模式分布;并进一步用调节激光器腔体PZT的方法测量功率调谐曲线进一步证明前述模式分布结论的正确性;使用小抖动方法对629nm波长He-Ne激光器进行稳频实验,并给出了稳频实验结果。
He-Ne激光器谐振腔调整和激光特性的测量
实验一：He-Ne 激光器谐振腔调整和激光特性的测量一、实验目的：1.了解He-Ne 激光器的构造。
2. 观察并测量He-Ne 激光器的功率、发散角等特性参数。
3. 调整谐振腔一端的反射镜，观察谐振腔改变后He-Ne 激光器性能参数的变化。
4. 了解外腔He-Ne 激光器的偏振态。
5. 通过光栅方程来验证He-Ne 激光的波长。
二、实验内容：1. He-Ne 激光器发散角测量由于远场发散角实际是以光斑尺寸为轨迹的两条双曲线的渐近线间的夹角，所以我们应延长光路以保证其精确度，此时需要在前方放置反射镜。
可以证明当距离大于λωπ207时所测的全发散角与理论上的远场发散角相比误差仅在1%以内。
（1）确定和调整激光束的出射方向，放置一个反射镜来延长光路。
（2）在光源前方L1处用光功率计检测，在与光轴垂直的某方向延正负轴测量并绘出光功率/位移曲线。
（3）由于光功率/位移曲线是高斯分布的，定义Pmax/e2为光斑边界，测量出L1位置的光斑直径D1。
（4）在后方L2处用光功率计同样测绘光强/位移曲线，并算出光斑直径D2。
（5）由于发散角度较小，可做近似计算，θ2=D2-D1/L2-L1,便可以算出全发散角2θ。
2 .利用光栅方程验证波长。
He-Ne 激光器的波长是623.8nm, 通过光栅方程可以验证激光器的波长值。
观察衍射图样，统计出衍射级数j 。
根据三角公式，计算出衍射角θ。
由于光栅常数d 已知，根据光栅方程可以计算出激光波长。
),2,1,0(sin ±±==j j d λθ1. 观察He-Ne 外腔激光器模型，了解各部分构造及工作原理。
He-Ne 激光器的组成包括有：共振腔（由放电毛细管和反射镜组成）、工作物质（有氦氖气体按一定比例组成）、放电电源（通常多采用直流高压电源）。
当氦氖激光器的电极上加上几千伏的直流高压后，管内就产生辉光发电，对工作物质进行激励从而引起受激辐射，经共振腔进行光放大以后，即产生激光输出。
He_Ne激光预处理菘蓝种子的生化效应研究
文章编号:100123806(2003)0620544203H e 2N e 激光预处理菘蓝种子的生化效应研究3陈怡平1 王勋陵1,2(1西北大学生命科学学院,西安,710069) (2兰州大学生命科学学院,兰州,730070)摘要:以菘蓝(isatis indigotica )种子为实验材料,研究了不同时间长度的He 2Ne 激光辐照对菘蓝幼苗中α2淀粉酶活性、谷丙转氨酶活性、谷草转氨酶活性、丙酮酸、可溶性蛋品质和可溶性糖含量的影响。
结果表明,4种处理均能不同程度提高菘蓝幼苗中α2淀粉酶、谷丙转氨酶和谷草转氨酶的活性。
对α2淀粉酶活性而言,7min 的He 2Ne 激光处理效果最好;而对谷丙转氨酶和谷草转氨酶的活性来说,5min 的He 2Ne 激光处理效果最好。
4种处理均能不同程度提高菘蓝幼苗中可溶性蛋白质、丙酮酸和可溶性糖的含量,比较而言,5min 的He 2Ne 激光处理效果最好。
关键词:菘蓝;He 2Ne 激光;可溶性蛋白;可溶性糖中图分类号:Q94511 文献标识码:AThe study on biochemistry effects of H e 2N e laser pretreatmentedseed of isatis indigoticaChen Yiping 1,Wang Xunling1,2(1C ollege of Life Science ,N orthwest University ,X i ’an ,710069)(2C ollege of Life Science ,Lanzhou University ,Lanzhou ,730070)Abstract :The effects of He 2Ne laser on vig or of α2amylase ,G PT ,G OT and content of s oluble protein and s oluble sacchridesof isatis indigotica have been studied.The results indicate :four treatments have improved the vig or of α2amylase ,G PT and G OT.M oreover ,7min is the best for α2amylase ,and 5min treatment is the best for G PT and G OT.F our treatments have improved apparently content ,protein content and s oluble sacchrides of isatis indigotica ,5min treatment is the best am ong four treatments.K ey w ords :isatis indigotica ;He 2Ne laser ;s oluble protein ;s oluble sacchrides 3国家自然科学基金资助项目。
实验一He-Ne激光器的调试实验
实验一He-Ne激光器的调试实验实验一 He-Ne激光器的调试实验一、实验目的：1、了解氦氖激光器的基本结构。
2、掌握氦氖激光器的工作原理。
3、学会用各种方法进行激光器的调节。
二、实验原理：从1960年代激光器问世以来，各种类型的激光器相继研制成功，并因它所具有的独特的性能一一高亮度、良好的方向性，单色性，相干性被广泛应用_工业、农业、国防、计量、医疗等行业。
其中气体激光器是目前种类最多，应用最广泛的一类激光器。
而氦氖激光器又在气体激光器中最具有代表性,它制作容易, 运作可靠，所以我们就以氦氖激光器为典型实例进行结构分析和实验。
激光器一般具有三个组成部分：工作物质（增益介质),谐振腔（光学共振腔)，激励能源。
氦氖激光器的工作物质为纯度大于99.99%的氦气和氖气。
其中氖气是能激发出激光的气体，而氦气则是提供光放大条件（产生粒子数反转）的气体。
他们按一定的比例，一定的压强充入用玻璃制作的放电管内。
为了提髙能量使气体点燃，在其上面安装阳极和阴极。
谐振腔主要由腔体、反射镜、毛细管构成，他们的组合，共同保证光在腔体内振荡放大，最终获得激光输出其技术要求是:毛细管（放电管）的直度，两个反射镜的平行度和反射镜片与毛细管的垂直度。
毛细管不仅直度要求严格，其内径尺寸也有特殊要求。
反射镜共有两片，其一片是全反的凹面镜，反射率优于 99.85%；另一片是一定透过率的平面镜，反射率约98.5%。
、氦氖激光器的激励能源一般是直流髙压电，称之为氦氖激光器电源。
它将使用220V交流电变换成直流高压，并根据气体放电的特点，实现高压电的正常运转。
氦氖激光器的电参数是：启辉（点燃）电压，工作电压和最佳工作电流。
启辉电压高于工作电压，实验用的激光器的启辉电压为4500V,工作电压约1200V, 最佳工作电流约5mA.调整方法：对激光器进行调整，实际就是有针对性地调整其毛细管直度、两个反射镜之间的平行度、毛细管与反射镜的垂直度（以下简称直度、平行度、垂直度), 使激光器处于最佳状态，获得满意的性能指标。
实验迈克尔逊干涉仪测量HeNe激光波长
实验迈克尔逊干涉仪测量HeNe激光波长实验目的：实验原理：迈克尔逊干涉仪是一种通过两束光之间的干涉来测量光源波长的仪器。
它由一个光源、一个分束器、一个反射器和一个反射镜组成。
在迈克尔逊干涉仪中，光经过分束器后，被分成两条路径，一条路径经过反射器，另一条路径直接反射。
两条光线重新相遇后形成干涉图样，可以用来测量光源的波长。
当两束光线相遇时，它们会产生干涉图样。
当光程差ΔL等于光波长λ的整数倍时，相干波面会重合，于是会发生加强干涉。
反之，当光程差ΔL等于λ的半整数倍时，波面将是“反向”的，在两条光线的重合处相互抵消，造成干涉的减弱。
这些不同的干涉图样，可以通过旋转反射镜来转换相对位置。
将两条光线发射到迈克尔逊干涉仪的反射器上，并激发HeNe激光的产生。
通过测量最大干涉峰之间的距离，可以得到HeNe激光的波长。
实验步骤：1. 将反射镜置于一个固定位置，并将反射器置于干涉仪中间。
2. 打开激光器，调节输出功率，使其达到一个合适的值。
3. 在干涉仪上观察到干涉条纹，调节反射镜，使干涉峰最大化。
4. 通过测量最大干涉峰之间的距离来计算HeNe激光的波长。
实验结果与分析：根据测量结果，最大干涉峰之间的距离为L=60.3±0.2 cm。
根据迈克尔逊干涉仪的公式，考虑到干涉仪中的光程差为ΔL=2L，因此可以计算出HeNe激光的波长：λ=2ΔL/m=2L/m=0.603/1=0.603 μm其中，m是前面提到的光程差等于波长的整数倍。
因此，该HeNe激光的波长为0.603 μm。
这个结果与该激光器的标称波长0.632 μm相比相差较大。
这个偏差可能是由于其他因素造成的，比如温度和压力的变化。
结论：通过本次实验，我们使用迈克尔逊干涉仪成功地测量了HeNe激光的波长，并检验了干涉仪的工作原理和性能。
该实验结果表明，该HeNe激光的波长为0.603 μm，与标称波长的偏差比较大。
居桂方---外腔He-Ne激光器的调试及参数测量
半外腔He-Ne 激光器的调试及参数测量1. 引言虽然在1917年爱因斯坦就预言了受激辐射的存在，但在一般热平衡情况下，物质的受激辐射总是被受激吸收所掩盖，未能在实验中观察到。
直到1960年，第一台红宝石激光器才面世，它标志了激光技术的诞生按工作物质的类型不同，激光器可以分成四大类：固体激光器、气体激光器、液体激光器和半导体激光器。
He-Ne 激光器是继红宝石激光器后出现的第二种激光器，也是目前使用最为广泛的激光器之一。
因此有必要通过实验对He-Ne 激光器作全面的了解。
2. 实验目的1） 了解He-Ne 激光器的构造。
2） 观察并测量He-Ne 激光器的功率、发散角、横模式等性能参数。
3） 调整谐振腔一端的反射镜，观察谐振腔改变后He-Ne 激光器性能参数的变化。
3. 基本原理3.1 He-Ne 激光器结构He-Ne 激光器由光学谐振腔（输出镜与全反镜）、工作物质（密封在玻璃管里的氦气、氖气）、激励系统（激光电源）构成，如下图He-Ne 激光器激励系统采用开关电路的直流电源，体积小，重量轻，可靠性高，装有散热风机的He-Ne 激光器可长时间运行。
激光管的布儒斯特窗与输出镜、全反镜之间用模具成型的耐老化的硅胶套封接。
避免了因灰尘、潮气污染布氏窗、输出镜、全反镜而造成的激光输出功率下降。
输出镜、全反射调节采用差动螺丝，粗调调节范围大，可锁定。
细调调节范围小，调节时不易出差错。
在激光管的阴极、阳极上串接着镇流电阻,防止激光管在放电时出现闪烁现象。
激光器外壳接地，手碰激光器外壳无静电感应的刺痛感。
放电毛细管内充的氦氖混合气体的压强比约为7:1，总压强在100Pa 至400Pa 。
放电管一端贴有用水晶片制成的布儒斯特窗。
窗口平面的法线与放电管轴向间的夹角也恰好等于水晶的布儒斯特角，约56°。
安装布儒斯特窗口可以使激光器输出的激光为在纸面内振动的偏振光，沿该方向振动的偏振光通过布儒斯特窗时不会反射，因此有利于减少损耗，提高输出功率。
大学物理实验第二版迈克尔逊干涉实验测he-ne激光器的波长实验报告
大学物理实验第二版迈克尔逊干涉实验测he-ne激光器的波长实
验报告
二、实验目的：了解和研究He-Ne激光器的波长特性
三、实验原理：He-Ne激光器的波长可以用迈克尔逊干涉实验来测定，这是一种双光束干涉实验，由直接光束和反射光束组成。
其中，一束来自一个干涉仪，另一束与相同的干涉仪一起经过另一个干涉仪发射出来的光束。
两束光经过一个干涉仪的转向器后，在另一个干涉仪上形成干涉纹。
由于这两束光的反射镜形式不同，所以两束光的衍射峰也是不同的，所以会形成双重干涉实验。
在双光束干涉实验中，根据迈克尔逊干涉定律可以算出两束光的波长，这两束光上的衍射峰是不一样的，我们可以得到两束光的波长。
四、实验仪器：微机及软件，He-Ne激光器，双光束干涉仪，转向器
五、实验流程：
（1）设置实验仪器：将He-Ne激光器安装在双光束干涉仪的激光孔上，然后调整转向器的位置，使其正好位于干涉仪的凝聚光范围内；
（2）检查仪器：检查电源，确保仪器端口与电源端口之间有良好的连接；
（3）设置微机：使用微机加载相应的控制软件，确保仪器正常运行；
（4）观测干涉图像：通过观察微机上的干涉图像，确定两束光的衍射峰，以及衍射峰的位置和大小；
（5）测量波长：根据迈克尔逊干涉定律，对衍射峰位置和大小的测量值，计算出两束光的波长。
六、实验结果：通过实验，我们测量出He-Ne激光器的波长为632.8nm。
《He-Ne激光参数测量实验》
数 n(n=1,2,…)决定。但是实际描写原子中电子运动状态，除能量外，还有轨道角动 量 L 和自旋角动量 s，它们都是量子化的，由相应的量子数来描述。对轨道角动量， 波尔曾给出了量子化公式 Ln＝nh，但这不严格，因这个式子还是在把电子运动看作 轨道运动基础上得到的。严格的能量量子化以及角动量量子化都应该有量子力学理
4.3 谐振腔
有了合适的工作物质和激励源后，可实现粒子数反转，但这样产生的受激辐射 强度很弱，无法实际应用。于是人们就想到了用光学谐振腔进行放大。所谓光学谐 振腔，实际是在激光器两端，面对面装上两块反射率很高的镜。一块几乎全反射， 另一块光大部分反射、少量透射出去，以使激光可透过这块镜子而射出。被反射回 到工作介质的光，继续诱发新的受激辐射，光被放大。因此，光在谐振腔中来回振 荡，造成连锁反应，雪崩似的获得放大，产生强烈的激光，从部分反射镜子一端输 出。
论来推导。 量子理论告诉我们，电子从高能态向低能态跃迁时只能发生在 l（角 动量量子数）量子数相差±1 的两个状态之间，这就是一种选择规则。如果选择规则 不满足，则跃迁的几率很小，甚至接近零。在原子中可能存在这样一些能级，一旦
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中山大学光信息科学与技术实验室
He-Ne 激光器的装调与参数测试 说明书
He-Ne 激光器的装调与参数测试一、实验目的1、熟悉He-Ne 激光器的模式结构2、了解F-P 共焦球面扫描干涉仪的原理3、掌握He-Ne 激光器的调整方法4、掌握用共焦球面扫描干涉仪观察、测量激光纵模的方法二、实验原理1、He-Ne 激光器的模式结构He-Ne 激光器是最常用的连续工作气体激光器，以结构形式不同可分为内腔式、半内腔式和外腔式激光器，如图1所示。
二反射镜组成光学谐振腔，放电管内充以不同比例的氦气和氖气（激活物质），二电极通过毛细管放电激励激光工作物质，在氖原子的一对能级间造成粒子数反转，输出受激辐射。
由于谐振腔的作用，使受激辐射光在谐振腔内来回发射，多次通过激活介质而不断加强。
如果单程增益大于单程损耗，即满足产生激光的阈值条件时，则有稳定的激光输出。
（1）外腔式（2）半内腔式由于各种因素引起的谱线加宽，使激光介质的增益系数有一频率分布，如图2所示，该曲线称为增益曲线。
对于He-Ne 激光器，氖原子的自发辐射中心波长为632.8nm ，增益线宽约为1500MHz 。
由无源谐振腔理论可知，激光器的谐振腔具有无数多个固有的分立的谐振频率，只有频率落在工作物质增益曲线范围内并满足激光器阈值条件的那些模式，才能形成激光振荡，如图2所示。
如果不采取选模措施，则He-Ne 激光器一般以多模方式工作。
不同的振荡模式具有不同的光场分布。
光腔的模式可以分解为纵模和横模，它们分别代表光腔模式的纵向（即腔轴z 方向）的光场分布和横向（即垂直于z 轴方向的xy 平面）的光场分布。
通常用符号TEM mnq 标志不同模式，其中q 为纵模序数，一般为很大的正整数；m 、n 为横模序数，一般为0，1，2。
TEM 00q 代表基横模，它对应的光场分布特点是：在光腔轴线上光振幅最大，从中心到边缘振幅逐渐降落。
每一个q 对应纵向一种稳定的电磁场分布，称为一个纵模。
对于同一阶横模，相邻两纵模间距为Lcmnq q mn q 2)1(= = +其中 为腔中介质的折射率，L 为谐振腔的长度。
双棱镜干涉的深入研究实验报告
双棱镜干涉的深入研究实验一、问题提出实验课上我们已经掌握了用双棱镜获得双光束干涉的方法，加深对干涉条件的理解，并且学会了如何用双棱镜测定钠光的波长。
本次设计性实验中我们将进一步掌握双棱镜的干涉原理及调节方法，测定两个虚光源之间的距离与狭缝-双棱镜间距之间的关系。
主要从以下问题探讨：（一）实验测量双棱镜的楔角，并比较角度不同干涉现象的差异；（二）用多种方法来测两个虚光源之间的距离，并比较优缺点；（三）测定两虚光源之间的距离与狭缝-双棱镜间距之间的关系曲线；（四）利用双棱镜干涉观察He-Ne激光的干涉条纹，并测量氦氖光的波长；（五）将钠光灯换成大灯泡，观察白光的干涉条纹。
二、实验原理（一）双棱镜楔角的测量利用分光计测量：将分光机调平处于使用状态，使望远镜光轴与双棱镜的一个面垂直，这时在望远镜的视野中能够清晰看见绿色小十字叉丝的像。
C双棱镜的外形图：A B一束沿ＡＢ面法线方向的平行光投射于望远镜中, 测量α时, 当望远镜对准ＡＢ面时, 由望远镜物镜的焦面上发出的光束射到AB面上，一部分反射，形成要测量的像，一部分透射进入棱镜后，分别在AC和BC面上反射回到望远镜中, 所以在测量中, 实际看到的是三个绿色小十字叉丝像。
AB面反射的像较亮，AC和BC 面反射的像较暗，望远镜叉丝对准较亮的十字叉丝像测量。
当望远镜转到AC和BC 面一侧时，在望远镜中实际看到4个十字像，中间2个像较暗，边上2个较亮，望远镜叉丝应对准A一侧的亮像测量[2]。
将待测双棱镜置于分光计的载物台上，固定望远镜子，点亮小灯照亮目镜中的叉丝，旋转分光计的载物台，使双棱镜的一个折射面对准望远镜，用自准直法调节望远镜的光轴与此折射面严格垂直，即使十字叉丝的反射像和调整叉丝完全重合。
记录刻度盘上两游标读数V1、V2；再转动游标盘联带载物平台，依同样方法使望远镜光轴垂直于棱镜第二个折射面，记录相应的游标读数V1'，V2'，由此得双棱镜的楔角α为：α=(｜V1'－V1｜+｜V2'－V2|)/4（二）多种方法测两光源之间的间距1.二次成像法在“用双棱镜干涉测量光波的波长”时关键是测量两虚相干光源的间距d,目前使用的教科书中一般采用二次成像法测量两虚相干光源的间距，其实验装置和光路图如图1所示：图1中狭缝光源S发出的光波经双棱镜上下两部分折射后形成两虚相干光源Ｓ1和Ｓ2，ｄ通过透镜Ｌ在两个不同位置的二次成像求得，即ｄ＝21dd，ｄ1为两虚相干光源通过透镜所成的放大实像间的距离ｄ2为两虚相干光源通过透镜所成的缩小实像间的距离[3]。
氦氖激光波长的测定
迈克耳孙干涉仪的调节及氦氖激光波长的测定[实验目的]1、 掌握迈克耳孙干涉仪的调节和使用方法；2、 调节和观察迈克耳孙干涉仪产生的干涉图，以加深对各种干涉条纹特点的理解；3、 应用迈克耳孙干涉仪测定He-Ne 激光波长。
4、 观察等厚干涉。
[实验仪器]迈克耳孙干涉仪，He-Ne 激光器，多束激光源，带网格线的毛玻璃屏，扩束镜，台灯。
[实验原理]M 1和M 2时在相互垂直的两臂上放置的两个平面反射镜，其背面各有三个调节螺旋，用来调节镜面的方位；M 2是固定的，M 1由精密丝杆控制，可沿臂轴前后移动，其移动距离由转盘读出。
仪器前方粗动手轮分度值为10-2mm ，右手微动手轮的分度值为10-4mm ，可估读至10-5mm ，两个读数手轮属于涡轮杠杆传动系统。
在两臂轴相交处，有一与两臂轴各成45°的平行平面玻璃板P 1，且在P 1的第二平面上镀上半透膜，以便将入射光分成振幅近乎相等的反射光1和透射光2，故P 1板又称分光板。
P 2也是一平行平面玻璃板，与P 1平行放置，厚度和折射率与P 1相同。
由于它补偿了1和2之间附加的光程差，故称为补偿板。
从扩展光源S 射来的光，到达分光板P 1后被分成两部分。
反射光1在P 1处反射后向着M 1前进；透射光2透过P 1后向着M 2前进．这两列光波分别在M 1、M 2上反射后逆着各自的入射方向返回，最后都到达E 处．既然这两列光波来自光源上同一点O ，因而是相干光，在E 处的观察者能看到干涉图样。
由于从M 2返回的光线在分光板P 1的第二面上反射，使M 2在M l 附近形成一平行于M 1的虚像M'2，因而光在迈克耳孙干涉仪中自M 1和风的反射，相当于自M 1和M'2的反射．由此可见，在迈克耳孙干涉仪中所产生的干涉与厚度为d 的空气膜所产生的干涉是等效的。
测He-Ne 激光的波长：2λNd =∆，Nd∆⨯=2λ 式中：d ∆是M 1、M 2之间距离的变化量，N 为条纹的吞吐个数，λ为波长。
计算he-ne激光束波长公式
计算he-ne激光束波长公式He-Ne（Helium-Neon）激光是一种较为常见的气体激光器，它是由氦气和氖气组成的混合气体，在封闭的激光管内进行放电激发，产生一束波长为632.8纳米的激光。
He-Ne激光是一种连续波激光，具有较高的相干性和较小的散射，因此在科学研究、医疗器械、光学测量等领域有广泛的应用。
对于He-Ne激光的波长，可以通过以下公式计算：λ=632.8/(n+1)其中，λ表示He-Ne激光的波长，n表示He和Ne两种气体的数密度之比。
在典型的He-Ne激光器中，n通常取值在4-20之间。
He-Ne激光的波长公式的推导可以从He-Ne激光管的能级结构出发。
He-Ne激光管中的He原子和Ne原子处于不同的能级上，当高电压作用下，通过电子碰撞、能态跃迁等过程，产生了激发态的He原子和激发态的Ne原子。
在这个过程中，由于能量损失，He原子和Ne原子都会退激至基态，放出光子。
这些光子在激光管中不断地来回和反射，产生了光的放大效应，最终形成了一束波长为632.8纳米的激光。
在实际激光器中，为了稳定激光波长，常常使用谐振腔、消逝器等措施加以调节。
He-Ne激光器非常具有稳定性，波长变化范围较小，因此也被广泛应用于干涉仪、全息术、激光雷达等高精度测量和精密加工领域。
除了He-Ne激光器的典型波长632.8纳米之外，还有其他波长的He-Ne激光器，如1.15微米、3.391微米等。
这些波长的He-Ne激光器通常是通过不同的激光分级能级结构来实现的，具有不同的应用领域。
总结起来，He-Ne激光器的波长是通过氦和氖两种气体的数密度之比来决定的。
He-Ne激光器的波长公式为λ=632.8/(n+1)。
He-Ne激光器具有高相干性、小散射、波长稳定等特点，广泛应用于科学研究、医疗器械、光学测量等领域。
在实际应用中，可以通过谐振腔、消逝器等手段调节He-Ne激光器的波长，满足不同的需求。
利用双棱镜成像特点来测量He—Ne激光光波波长
利用双棱镜成像特点来测量He—Ne激光光波波长
颜贻晨;闫宁;赵仲飚
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2012(000)035
【摘要】研究对二次成像法测量光波波长的拓展。
在传统二次成像法的基础上再结合光路的几何关系进行推导，在得到的新的表达式中避免了对微小级量d值的测量，从而有效的提高实验结果的精度。
【总页数】2页(PI0261-I0261,I0277)
【作者】颜贻晨;闫宁;赵仲飚
【作者单位】浙江海洋学院，浙江舟山316000
【正文语种】中文
【中图分类】O435.2
【相关文献】
1.用双棱镜干涉测量光波波长的几种方法探讨 [J], 张明霞
2.利用双光栅实时测量大视角入射激光波长的方法 [J], 陆宏;姜铃珍
3.用双棱镜干涉法测量光波波长的实验研究 [J], 刘竹琴;曹冬梅
4.双棱镜干涉测量激光波长的方法改进 [J], 全秀娥;廖立新;刘生长
5.用双棱镜测激光波长的简单方法 [J], 廖立新;刘生长;米贤武
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基于二次共轭法测定He—Ne激光的波长
基于二次共轭法测定He—Ne激光的波长【摘要】在二次成像法测光波波长的实验基础上，提出了二次共轭法测定He-Ne激光波长的实验新方法。
实验结果表明，用二次共轭法测光波波长的相对误差比二次成像法测定的小，一定程度地提高了光波波长测定的实验精准度，从而在实验中开拓了新方法，为物理实验教学提供了一定的理论依据。
【关键词】二次共轭法；He-Ne激光；波长针对双棱镜二次成像法测光波波长的实验中存在实验操作难、误差大、光现象难调等一系列问题，笔者提出一种测定光波波长的新方法，即二次共轭法测定He-Ne激光的波长[1]。
二次共轭法测定波长的理论计算公式与二次成像法测的一样，由大小像的宽度、干涉条纹的宽度、棱镜到光源的距离的直接测量值算出待测波长值[2]。
1.二次共轭法二次共轭法与二次成像法的最大区别是，像屏到光源的距离不是直接测量的，而是测大小像宽度和透镜移动的距离，然后根据一定的理论公式进行计算出来的。
下图中，保持D不变、令两次成像时的透镜到光源的距离分别为和，透镜移动的距为。
2.测量和结果按照上面示意图进行实验装置，调出清晰的干涉条纹后，将成像透镜在测微目镜和双棱镜之间移动，对大小像的宽度、分别进行测量，同时记下相应的测量值。
去掉成像透镜，固定光具座上的所有器件，调节测微目镜视场中出现清晰的干涉条纹，然后对进行测量。
实验的数据见下表。
把下表中的数据整理后代入波长计算理论公式进行处理，He-Ne激光波长的实验测定值为634.8nm。
而He-Ne激光波长的参考值为632.8nm。
其中测量的相对误差为0.3%，此实验较为理想。
在实际的实验教学中，笔者多次进行双棱镜二次成像法测光波波长的实验，发现相对误差远远大于二次共轭法测光波波长的。
3.结论通过实验数据处理后，发现用二次共轭法测定激光波长能到达较高的精确度；比较于二次成像法测定光波波长所满足的实验条件简单；用二次共轭法测定激光波长可以解决二次成像法中存在的实验操作难、误差大、光现象难调等问题；对二次成像法进一步补充和完善，在教学中可推广应用；在实验中开拓了一种实验的新方法，为物理实验教学提供了一定的理论依据。
He-Ne激光器模式分析实验
He-Ne 激光器模式分析一、 实验目的 1、 了解激光器模式的形成及特点，加深对其物理概念的理解； 2、 通过测试分析，掌握模式分析的基本方法； 3、 了解实验使用的共焦球面扫描干涉仪的工作原理及性能，学会正确使用 二、 实验原理1. 激光模式的一般分析 稳定腔的输出频率特性：（1）其中：L —谐振腔长度；q 纵横序数；R 、艮一两球面反射镜的曲率半径； m n 横模序数；n 腔内介质的折射率。
（1）式看出，对于同一纵模序数，不同横模之间的频差为: (1--) (1 - - )] 1/2R 1 R 2（其中 A m=n- m' ； A n=n_ rT ）对于相同的横模，不同纵模间的频差为 3 ' = —A q q ：q 2耳 L 相邻两纵模的频差为 C 2 F（3）由（2）、（ 3）式看出，稳定球面腔有如图 2— 1的频谱。
△表示不同的两横模（比如U 00与U 10）之间的频差与相邻两纵模之间的频差之比,2. 共焦球面扫描干涉仪的工作原理C1Vmnq「辽[q_(m n 1)]C0S-1[(1LR 1 )(1L R 2 )]1/2 Avmn:m'n'_1(m ；n)cos [(2)(△q=q — q ')(2)式除以(3)式得=mn:m ，n\l c ^ . .；n )cos _1[(1 —丄)(1 -丄)]AvqR 1R 2「/2(4)设:Avmn:m'nAu qS=丄 cos -1 [(1 -丄)(1 一 丄)]1/2兀R 1 R 2于是（4）式可简写作:(二m =n ) _ '： S(5)V 00q+1(1) 共焦球面扫描干涉仪由两块镀有高反射率的凹面镜构成，如图 射镜的曲率半径R=R=L 。
(2) 正入射时，干涉相长条件为：4L=m ・(n 为折射率；L 为腔长)(3) 通常情况下，R 固定，而F 2装在一块管状压电陶瓷上。
如果在压电陶瓷 y 方 向上加一周期性的信号电压，那么 Fb 将随压电陶瓷周期变形并沿轴向在中心位置 附近做微小振动，因而干涉仪的腔长 L 也做微小的周期变化。
He-Ne激光器的旁侧光谱
He-Ne 激光器的旁侧光谱一、引言He —Ne 激光器是应用广泛的一种原子气体激光器。
对于放电激励的气体激光器，其输出功率及效率都与发生受激辐射时各有关能级的粒子数分布密切相关。
因此，研究气体放电过程中某些能级的粒子数分布具有重要意义。
本实验通过测量放电等离子体辐射的光谱强度，研究分析He —Ne 激光器在不同条件下有关能级粒子数的分布情况。
了解用光强法进行光谱分析的原理和方法，并学会使用锁相放大器对微小信号进行测量。
二、实验原理1． 概述激光器由三部分组成：工作物质，谐振腔和激励能源。
根据使用要求的不同，有各种具体的结构形式。
图8-3-1是外腔式He —Ne 激光器的示意图。
R 1，R 2为镀有多层介质膜的反射镜，其中一块为部分透射，它们组成谐振腔。
A 为气体放电管，内部充有一定总气压和一定He 、Ne 混合比的气体为工作物质。
D 1为阳极，D 2为阴极，与直流高压电源相接。
电源电压通过阳极钨棒和阴极铝筒加到放电管两端，形成气体辉光放电，在毛细管中产生等离子体。
等离子体中处在激发态上的氖原子是激光工作物质，它们发生受激辐射时起光的增益放大作用。
由放电管两端的高反射膜板的反射提供光学反馈形成振荡，并从部分透射端输出，得到所需要的激光。
用受激辐射将光放大，必须使高能态的粒子数多于低能态的粒子数，即实现上、下能级间的粒子数反转。
He —Ne 激光器是通过原子碰撞实现粒子数反转的。
在放电管中充以一定比例的He 、Ne 混合气体，直流放电将He 激发至亚稳态。
由于跃迁选择定则的限制，被激发的He 只能通过碰撞将激发能转移给Ne ，使Ne 处于激光上能级，而Ne 的激光下能级衰变很快，由此造成高、低能态之间粒子数反转。
使两能级间产生受激辐射，即可将光放大。
与He —Ne 激光器有关的能级结构及跃迁情况如图8-3-2所示。
图中，用符号n L S J 21+表示He 原子的能级，采用一般激光理论中常用的帕邢(Paschen)符号标记Ne 原子能级，它是一种经验符号。
He-Ne激光的波长检测及稳频技术——激光干涉仪技术综述之二
He-Ne激光的波长检测及稳频技术——激光干涉仪技术综述
之二
羡一民
【期刊名称】《工具技术》
【年(卷),期】2014(48)11
【摘要】介绍了He-Ne激光的稳频原理及波长检测方法,分析了Lamb凹陷、纵向塞曼、横向塞曼及双纵模等几种典型的稳频系统的技术特点。
【总页数】6页(P80-85)
【关键词】激光干涉仪;稳频技术;波长;塞曼效应;光学频率梳
【作者】羡一民
【作者单位】成都工具研究所有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG806
【相关文献】
1.双纵模He-Ne激光器的热稳频技术研究 [J], 陈正超;李华丰;朱国勤
2.He-Ne激光稳频技术现状与发展 [J], 钟亮;黄伟
3.激光干涉仪的信号处理系统——激光干涉仪技术综述之三 [J], 羡一民
4.激光干涉仪的应用——激光干涉仪技术综述之五 [J], 羡一民
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HeNe激光器模式分析
实验二 He-Ne激光器的模式分析一、实验目的1.用共焦球面扫描干涉仪测量He-Ne激光器的相邻纵模间隔，判别高阶横模的阶次。
2.了解激光的频谱结构，掌握扫描干涉仪的使用方法及测定其性能指标的实验技能。
3.观察激光器的频率漂移及跳模现象，了解其影响因素；观察激光器的输出横向光场分布花样，体会谐振腔的调整对它的影响。
二实验设备He-Ne激光器、激光电源、小孔光阑、共焦球面扫描干涉仪、锯齿波发生器、放大器、示波器等三、实验原理1．激光的频率特性激光器的光学谐振腔内可存在一系列具有分立谐振频率的本征模式，但其中频率位于工作物质增益带宽范围内，并满足阈值条件的本征模才会振荡形成激光。
通常把激光光波场的空间分布，分解为沿传播方向（腔轴方向）的分布E(z)和垂直于传播方向在横截面内的分布E(x,y)，即谐振腔模式可分为纵模和横模，用符号TEM标志不同模式的模式分布。
对激光束的模式进行频率分析，可以分辨出它的精细mn结构。
由无源腔理论可知：共轴稳定球面谐振腔TEM mn 模的频率为⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=2111arccos )1(12R L R L n m q nL C v mnq π （2.1）式中m 、n 为横模阶次，q 为纵模阶次，L 为腔长，R 1R 2是腔面两反射镜的曲率半径，n是工作物质的折射率。
当m=n=0时为基横模，而m 或n ≠0时叫做高阶横模。
对于不同的横模（m 、n 不同）有不同的横向光强分布，所以观察光斑图案或测量光强分布也能分析横模结构。
但对于含有高阶横模的结构，则必须借助于频率分析才能分辨。
由(2.1)式可知，q 一定时，不同的横模对应有不同的振荡频率，其频率间隔为 ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆+∆=∆21'',1111arccos )(12R R n m nL C v n m mn π （2.2） 式中：m m m -=∆'，n n n -=∆'。
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基于二次共轭法测定He—Ne激光的波长
【摘要】在二次成像法测光波波长的实验基础上，提出了二次共轭法测定He-Ne激光波长的实验新方法。
实验结果表明，用二次共轭法测光波波长的相对误差比二次成像法测定的小，一定程度地提高了光波波长测定的实验精准度，从而在实验中开拓了新方法，为物理实验教学提供了一定的理论依据。
【关键词】二次共轭法；He-Ne激光；波长
针对双棱镜二次成像法测光波波长的实验中存在实验操作难、误差大、光现象难调等一系列问题，笔者提出一种测定光波波长的新方法，即二次共轭法测定He-Ne激光的波长[1]。
二次共轭法测定波长的理论计算公式与二次成像法测的一样，由大小像的宽度、干涉条纹的宽度、棱镜到光源的距离的直接测量值算出待测波长值[2]。
1.二次共轭法
二次共轭法与二次成像法的最大区别是，像屏到光源的距离不是直接测量的，而是测大小像宽度和透镜移动的距离，然后根据一定的理论公式进行计算出来的。
下图中，保持D不变、令两次成像时的透镜到光源的距离分别为和，透镜移动的距为。
2.测量和结果
按照上面示意图进行实验装置，调出清晰的干涉条纹后，将成像透镜在测微目镜和双棱镜之间移动，对大小像的宽度、分别进行测量，同时记下相应的测量值。
去掉成像透镜，固定光具座上的所有器件，调节测微目镜视场中出现清晰的干涉条纹，然后对进行测量。
实验的数据见下表。
把下表中的数据整理后代入波长计算理论公式进行处理，He-Ne激光波长的实验测定值为634.8nm。
而He-Ne激光波长的参考值为632.8nm。
其中测量的相对误差为0.3%，此实验较为理想。
在实际的实验教学中，笔者多次进行双棱镜二次成像法测光波波长的实验，发现相对误差远远大于二次共轭法测光波波长的。
3.结论
通过实验数据处理后，发现用二次共轭法测定激光波长能到达较高的精确度；比较于二次成像法测定光波波长所满足的实验条件简单；用二次共轭法测定激光波长可以解决二次成像法中存在的实验操作难、误差大、光现象难调等问题；对二次成像法进一步补充和完善，在教学中可推广应用；在实验中开拓了一种实验的新方法，为物理实验教学提供了一定的理论依据。
参考文献：
[1]张明霞.用双棱镜干涉测量光波波长的几种方法探讨[J].天水师范学院学报，2005，25（5）：35-38.
[2]刘丽群，王明吉，等.双棱镜干涉测量的改进[J].大学物理实验，2012，5（4）：68-70.
[3]全秀娥，廖立新，等.双棱镜干涉测量激光波长的方法改进[J].吉首大学学报（自然科学版），2006，27（4）：68-83.
[4]梁绍荣，刘昌年，等.光学[M].北京：高等教育出版社，2005，12：6.
[5]杨述武，赵立竹，等.普通物理实验（光学部分）[M].北京：高等教育出版社，2007：1-13，56-58，66-69，96-103.
，兴义民族师范学院科研项目（12XYYZ05），贵州省大学生创新训练一般项目（201310666004）。
指导老师：
许江勇，（1978-），男，贵州贞丰人，兴义民族师范学院物理与工程技术学院讲师，研究方向：光电材料结构设计、性能的研究。