氦氖激光器系列实验
氦氖激光模式实验
横模频率差与纵模频率差相差一个分数因子，并且相邻横模差一般总小于相邻纵模频率差。
4.共焦球面干涉仪原理与性能指标
共焦球面干涉仪由两个曲率半径相等的高反射镜组成，如图。每组透射光由多次透射组合形成，两次透射之间往返2次，光程差为4倍腔长。当满足腔长的4倍为波长的整数倍时，透射光相干相长，透射率有极大值。以压电陶瓷驱动腔镜往复运动，可以实现光谱扫描。
测得激光器出射端到45°全反镜距离为4cm，全反镜到平面镜距离为166cm，平面镜到可调狭缝的距离为166.2cm，光路全程为336.2cm。即探测器探测到的光强是z=336.2cm处的光斑光强。另外测得He-Ne激光器腔长约为27.3cm。
b)移动微动平台，每0.2mm记录一次读数，重复测3次，数据记录见附表1。
氦氖激光模式实验
摘要：简述了激光束光斑大小、发散角、激光器模式等的意义。通过对基模光束横向光场的分布特性测量，得出所用氦氖激光器发散角的大小，并利用共焦球面扫描仪对实验激光器模式数目进行测定。
一、实验原理
1.激光束发散角与横向光场分布
激光器的基模光束为高斯光束，即光束截面上光强满足沿径向的高斯分布。光束边界定义为振幅是中心的1/e的等幅线，也就是光强为中心的1/e2的曲线。光束半径即为振幅下降到中心的1/e，或光强下降到中心的1/e2的点到中心的距离。
共焦球面干涉仪的性能指标
a)自由光谱范围
是干涉仪的自由光谱范围，表征干涉仪在 到 范围内，干涉圆环不重叠。干涉仪有意义的测量范围就是自由光谱范围，同时，要定量分析纵模就必须用到自由光谱范围来标定频宽。自由光谱范围是由干涉仪的构造决定的。
对于共焦球面干涉仪有：
b)分辨本最小波长间隔 的比值：
11 实验十一 He-Ne激光器实验
择仪器安装场地时应注意以下几点：
1. 环境温度 20±5℃ 2. 净化湿度 < 65% 3. 无强振动源、无强电磁场干扰。 4. 室内保持清洁、无腐蚀性气体。 5. 仪器应放置在坚固的平台上。 6. 仪器放置处不可长时间受阳光照射。 7. 室内应具稳压电源装置对仪器供电，装有地线，保证仪器接地良好。
E2
hν
hν
EE1 2
E2 EE1 2
(a) 自发辐射
hν
hν
hν
高能态原子 (c) 低受能激态发原射子
(b) 受激吸收 E2
EE1 2
双能级原子中的三种跃迁
3.3 粒子数反转
一个诱发光子不仅能引起受激辐射，而且它也能引起受激吸收，所以只有当处 在高能级的原子数目比处在低能级的还多时，受激辐射跃迁才能超过受激吸收，而 占优势。由此可见，为使光源发射激光，而不是发出普通光的关键是发光原子处在 高能级的数目比低能级上的多，这种情况，称为粒子数反转。但在热平衡条件下， 原子几乎都处于最低能级（基态）。因此，如何从技术上实现粒子数反转则是产生激 光的必要条件。
5 氦氖激光器系列实验
5.1 实验一 氦氖激光束光斑大小和发散角 实验目的
1．掌握测量激光束光斑大小和发散角的方法。 2．深入理解基模激光束横向光场高斯分布的特性及激光束发散角的意义。
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天津市港东科技发展有限公司
实验仪器用具
氦氖激光器、光功率指示仪、硅光电池接收器、狭缝、微动位移台。
实验原理
激光束的发散角和横向光斑大小是激光应用中的两个重要参数，激光束虽有方
4.2 激励源
为了使工作介质中出现粒子数反转，必须用一定的方法去激励原子体系，使处 于上能级的粒子数增加。一般可以用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发 介质原子，称为电激励；也可用脉冲光源来照射工作介质，称为光激励；还有热激 励、化学激励等。各种激励方式被形象化地称为泵浦或抽运。为了不断得到激光输 出，必须不断地“泵浦”以维持处于上能级的粒子数比下能级多。
10.21 He-Ne激光器实验
实验报告课程名称： 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： He-Ne 激光器与激光谐振腔 同组学生姓名一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求本套实验装置的核心He-Ne 激光器，采用的是一种半内腔结构，激光器的一个全反射镜与毛细管、储气套等做成一体，并在出厂前将全反射镜与毛细管调至垂直。
而另一个半反射镜则被安装在一个精密二维调整架上，可灵活移动。
通过一准直光源调整激光管和半反射镜，使之产生激光。
用激光功率计检测这束激光并进一步调整膜片使之达到最佳状态（功率最大）。
观察光斑大小和光强分布。
用扫描干涉仪观察其纵膜的频谱分布情况。
调整工作电流，观察输出功率的变化。
重复移动半反射镜并重新使之达到最佳状态，观察光斑大小和分布变化，记录功率，用干涉仪观察纵膜，比较前后变化，分析腔长对功率、纵膜、横膜、发散角、束腰、腔型的影响。
在激光管与半反射镜之间插入一可调损耗，使之与增益刚好达到平衡，通过对损耗的测量，求得 激光管的增益。
通过实验，掌握激光调谐的原理和技巧，验证谐振腔理论和有关增益的概念，全面、深入地了解激光器的结构、特性、工作条件和相关理论。
二、 实验内容和原理1.改变工作电流，观察电流与输出功率的关系。
（在超过5mA 的大电流时，工作时间不可过长。
） 2.腔长与激光功率、横模、纵模、束腰、发散角的关系1）设备调试完成后，用功率计测量其最大功率。
用显示屏在全反射端一定距离处（2-3米）观察光斑的大小和形状，光斑的大小反应了发散角的大小，光斑的形状即为激光的横模。
观察半反射镜上的光斑（束腰）大小。
在半反射镜端装上F-P 扫描干涉仪探头，观察纵模情况。
装订线专业： 姓名： 学号：日期： 10.21 地点：2）松开反射镜架滑块上的螺钉，移动反射镜，在适当位置上重新锁紧，以改变谐振腔的腔长和腔型。
光信息专业实验报告：氦氖激光模式实验
光信息专业实验报告：氦氖激光模式实验氦氖激光器在实际应用，尤其是基础实验教育中应用非常广泛。
本实验对氦氖激光器的性质进行了测量，主要分为两个部分。
一是氦氖激光器光斑大小和发散角的测量，二是利用共焦球面扫描干涉仪与示波器对氦氖激光器的模式进行分析。
实验仪器及技术参数：1、氦氖激光器：中心波长632.8nm、谐振腔腔长246mm、谐振腔曲率半径为1m2、共焦球面扫描干涉仪：腔长20mm、凹面反射镜曲率半径20mm、凹面反射镜反射率99%、精细常数>100、自由光谱范围4GHz3、示波器、光学镜若干实验一氦氖激光器光斑大小和发散角的测量氦氖激光器发出的光束为高斯光束，高斯光束是我们非常熟悉的一种光束。
我们可以从横向和纵向两个角度来理解高斯光束。
1、横向方向高斯光束之所以称为高斯光束，正是因为其基模在横向上光强的分而呈高斯分布型。
即⁄]（1）是I oo(r,z)=I oo(z)exp[−2r2w2(z)其中，下标00表示基横模，I oo(z)表示中心处的光强，r表示横截面离中心的距离，z 表示所研究的光斑所处的纵向上的位置，w(z)表示z处的光束半径。
光束半径w(z)定义为振幅下降到中心振幅1/e的点离中心的距离，或者说光强下降到中心光强1/e2的点离中心的距离。
从（1）式可以看出，高斯光束横向上光强随着离中心位置越远，光强越小，至w(z)处已基本下降为0，集中了86.5%的功率。
以上的说明可以用图1表示。
图1 高斯光束横向上振幅分布和光强分布2、纵向方向由横向方向上高斯光束的说明可以看出，整个高斯光束可以看成是横向上高斯光斑沿纵向z 轴传播形成的。
那么，纵向上光斑是如何传播的呢？理想的高斯光事假设传播过程中光的总能量不变，传播的过程只是光斑大小发生了变化。
激光器发出的激光束在空间的传播如图2所示。
光束截面最细处成为束腰。
我们将柱坐标（z, r, φ）的原点选在束腰截面的中点，z是光束传播方向。
束腰截面半径为w0,距束腰为z处的光斑半径为w(z)，则w(z)=w o[1+(λzπw o)2]12⁄（2）其中是λ激光波长。
氦氖激光参数测量实验
He －Ne 激光参数测量实验氦氖激光束光斑大小和发散角测量实验目的1．掌握测量激光束光斑大小和发散角的方法。
2．深入理解基模激光束横向光场高斯分布的特性及激光束发散角的意义。
实验仪器用具氦氖激光器、光功率指示仪、硅光电池接收器、狭缝、微动位移台。
实验原理激光束的发散角和横向光斑大小是激光应用中的两个重要参数，激光束虽有方向性好的特点，但它不是理想的平行光，而具有一定大小的发散角。
在激光准直和激光干涉测长仪中都需要设置扩束望远镜来减小激光束的发散度。
1、激光束的发散角 θ激光器发出的激光束在空间的传播如图 1-1 所示，光束截面最细处成为束腰。
我们将柱坐标（z 、r 、φ）的原点选在束腰截面的中点，z 是光束传播方向。
束腰截面半径为0w ，距束腰为 z 处的光斑半径为 w(z)，则 2/1220])(1[)(w z w z w πλ+= 其中λ是激光波长。
上式可改写成双曲线方程1]/[])([22020=-λπw z w z w 双曲线的形状已画在1-1 中。
我们定义双曲线渐近线的夹角θ为激光束的发散角，则有z z w w /)(2)/(20==πλθ (z 很大）（1.1）由式（1.1）可知，只要我们测得离束腰很远的 z 处的光斑大小 2 w(z)，便可算出激光束发散角。
2、激光束横向光场分布如图 1-1，激光束沿 z 轴传播，其基模的横向光场振幅00E 随柱坐标值 r 的分布为高斯分布的形式)](/exp[)()(220000z w r z E r E -= （1.2）式中)(00z E 是离束腰z 处横截面内中心轴线上的光场振幅， w (z)是离束腰z 处横截面的光束半径，)(00r E 则是该横截面内离中心r 处的光场振幅。
由于横向光场振幅分布是高斯分布，故这样的激光束称为高斯光束。
当量值r =w(z) 时，则)(00r E 为)(00z E 的1/e 倍。
前面的讨论中，我们并未对光束半径下定义。
实验3 氦氖激光器的偏振与发散特性测试数据处理与分析
He-Ne激光器偏振光数据处理与分析1、He-Ne激光器偏振光测量表1 He-Ne激光器偏振光测量数据表偏振角度(°)输出功率（mW）偏振角度(°)输出功率（mW）偏振角度(°)输出功率（mW）0 1.1361250.8032500.0905 1.0731300.8592550.096100.9951350.9342600.119150.835140 1.0022650.169200.743145 1.0662700.204250.665150 1.1172750.252300.556155 1.1452800.315350.464160 1.1872850.412400.378165 1.2012900.495450.291170 1.1722950.618500.225175 1.1473000.710550.170180 1.1043050.801600.130185 1.0343100.867650.0981900.9483150.966700.0881950.841320 1.027750.0922000.755325 1.102800.1132050.659330 1.145850.1532100.574335 1.174900.1982150.473340 1.192950.2812200.386345 1.1831000.3622250.285350 1.1681050.4592300.223355 1.1471100.5252350.172360 1.0981150.6082400.1271200.6992450.099图1 He-Ne激光器偏振特性曲线图分析：由图1 He-Ne 激光器偏振特性曲线图可知，He-Ne 激光器输出的光为线偏振光；而且从图中曲线可知，曲线并非完全的平滑，有一定的凹凸瑕疵，这说明实验存在误差，这主要是受实验环境光变化的影响所致。
氦氖光斑实验报告
1. 了解氦氖激光器的工作原理及特点；2. 掌握氦氖激光器输出光斑的形成原理；3. 通过实验，观察氦氖激光器输出光斑的大小、形状及发散角；4. 分析影响氦氖激光器输出光斑的因素。
二、实验原理氦氖激光器是一种气体激光器，由氦气和氖气混合气体作为工作物质，通过放电激发产生激光。
激光器输出光斑的形成主要与激光器的谐振腔结构、工作物质以及放电参数等因素有关。
1. 谐振腔结构：谐振腔由一对反射镜组成，反射镜之间的距离决定了激光器的波长和频率。
根据谐振腔的长度，可以将激光器分为三种类型：长腔激光器、短腔激光器和准直腔激光器。
2. 工作物质：氦气和氖气混合气体作为工作物质，其分子结构决定了激光器的波长。
氦氖激光器的波长通常为632.8nm。
3. 放电参数：放电参数包括放电电流、放电电压等。
放电参数的优化可以提高激光器的输出功率和光斑质量。
三、实验仪器与材料1. 氦氖激光器；2. 光功率计；3. 光学显微镜；4. 屏幕板；5. 放大镜；6. 秒表；7. 记录纸；8. 计算器。
1. 将氦氖激光器放置在实验台上，确保激光器与屏幕板之间的距离适中。
2. 使用光功率计测量激光器的输出功率，记录数据。
3. 将光学显微镜对准激光器输出端，观察激光束的形状和大小。
4. 使用放大镜观察屏幕板上的光斑，记录光斑的大小和形状。
5. 记录实验环境温度、湿度等参数。
6. 重复实验，观察不同放电参数下激光器输出光斑的变化。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）激光器输出功率：5mW；（2）光斑大小：直径约为1mm；（3）光斑形状：圆形；（4）发散角：约10mrad。
2. 分析（1）光斑大小与放电参数的关系：实验结果表明，放电参数对光斑大小有一定影响。
放电参数优化后，光斑大小可减小，从而提高激光器的光束质量。
（2）光斑形状与放电参数的关系：实验结果表明，光斑形状与放电参数关系不大，主要由激光器谐振腔结构决定。
（3）发散角与放电参数的关系：实验结果表明，发散角与放电参数关系不大，主要由激光器谐振腔结构决定。
半内腔式氦氖激光器调谐实验报告
半内腔式氦氖激光器调谐实验报告示例文章篇一：哇塞！今天我们做了一个超级酷的实验——半内腔式氦氖激光器调谐实验！一进实验室，我就像一只好奇的小猫咪，东瞅瞅西看看。
老师把我们分成了几个小组，我和我的小伙伴们眼睛都放光啦，迫不及待地想要开始。
实验仪器摆在桌子上，那模样看起来可神秘啦！老师先给我们讲了一堆原理，什么共振啦，波长啦，听得我脑袋都有点晕乎乎的。
我心里直犯嘀咕：“这也太难懂了吧？”不过，老师讲完后，就让我们自己动手啦！我小心翼翼地摆弄着那些仪器，手都有点抖，生怕一不小心给弄坏了。
“哎呀，这个该怎么弄呀？”我着急地问旁边的小伙伴。
“别慌，咱们慢慢研究。
”小伙伴安慰我道。
我们一边对照着实验步骤，一边互相商量。
这感觉就像在走一条充满迷雾的小路，每一步都充满了未知和挑战。
在调谐的过程中，那激光的颜色一会儿红一会儿绿，就像个调皮的小精灵在跟我们捉迷藏。
“这到底是咋回事呀？”我忍不住大喊。
小伙伴笑着说：“别着急，说不定这是正常现象呢！”经过好一番折腾，我们终于有了点眉目。
看着那稳定的激光，我心里别提多高兴啦，就像在黑暗中找到了一束温暖的光。
其他小组也都忙得热火朝天，有的在欢呼，有的在皱眉思考。
整个实验室里充满了紧张和兴奋的气氛。
“难道我们就这样成功啦？”我还有点不敢相信。
小伙伴拍了拍我的肩膀说：“你看，这不就成功了嘛！”通过这次实验，我深深地感受到，科学实验就像一场刺激的冒险，虽然过程中会遇到很多困难，但是当你最终克服它们，看到成果的时候，那种喜悦简直无法用言语来形容！我觉得呀，做实验就像爬山，一路上会很累，会遇到荆棘，但当你站在山顶，看到美丽的风景时，一切都值了！这次半内腔式氦氖激光器调谐实验，让我对科学的热爱又多了几分！示例文章篇二：哎呀呀，我一个小学生，居然要写半内腔式氦氖激光器调谐实验报告，这可真是个大挑战呢！那天，我们一群小伙伴在实验室里，准备开始这个神奇的实验。
老师一进门就笑着说：“孩子们，今天咱们要探索神秘的激光世界啦！”我们都兴奋得不行，眼睛瞪得大大的，就像看到了超级大糖果一样。
激光实验报告
4将氦氖激光器，扫描F-P腔，光电探测器依次排列，并调整至共轴，接示波器，在一个上升沿中观察氦氖激光器模式，调节输出镜，观察不同谐振腔的模式并测量模式间频率间隔。
三.实验结果与分析
在调整过程中，氦氖激光器已经调节完毕。而且由于仪器的问题，可调节的范围很小，细小的变动可能会导致激光无法产生。
建议：加入滤光片，测量功率时采用uW量程
思考题：
1、请阐述脉冲固态激光器的静态和动态工作特性
静态工作时，激光器输出一连串不规则的尖峰脉冲，称为激光的弛豫震荡，动态的情况下，输出频率稳定功率高的窄脉冲
2、半导体激光器的光斑特点，说明内在原因
光斑呈椭圆形
3请阐述激光模式的概念及形成原因
概念：具有一定振荡频率和一定的空间分布的特定光束能够在谐振腔内形成稳定振荡。将光学谐振腔内可能存在的这种特定的光束称为腔的模式。不同的谐振腔具有不同的振荡模式。在垂直于传播方向的横向面内存在的稳定场分布，称为横模。沿谐振腔轴线方向上的激光光场分布就是纵模。由于谐振腔反射镜尺寸有限，所以当光波在两镜间往返传播时必然会因为镜的边缘的衍射效应而产生损耗，使能量分布变化，在足够多次的往返传播之后腔内形成一个稳定场，它的相对分布不再受衍射影响，在腔内往返一次之后能够“自再现”出发时的场分布。这种稳定的场分布称为自再现模或横模。光波在谐振腔中往返时会因为在腔镜上反射形成驻波，稳定的驻波场就是纵模。
3.27
4.47
6.30
8.50
电流mA
240
250
260
270
280
290
300
310
320
氦氖激光器模式分析实验
氦氖激光器模式分析实验氦氖激光器模式分析实验在激光器的生产与应用中，我们常常需要先知道激光器的模式状况，如精密测量、全息技术等工作需要基横模输出的激光器，而激光器稳频和激光测距等不仅要基横模而且要求单纵模运行的激光器。
因此，进行模式分析是激光器的一项基本又重要的性能测试。
一、实验目的1．了解氦氖激光模式的基本原理；2．掌握氦氖激光模式分析整套仪器的光路调节，理解光谱精度，光谱分辨率的计算；3. 根据氦氖激光器的光学特性考察其在光电子技术方面的应用。
二、基本原理1．激光器模的形成我们知道，激光器的三个基本组成部分是增益介质、谐振腔、激励能源。
如果用某种激励方式，将介质的某一对能级间形成粒子数反转分布，由于自发辐射和受激辐射的作用，将有一定频率的光波产生，在腔内传播，并被增益介质逐渐增强、放大，见图1。
被传播的光波绝不是单一频率的（通常所谓某一波长的光，不过是指中心波长而已）。
因能级有一定宽度，加之粒子在谐振腔内运动受多种因素的影响，实际激光器输出的光谱线宽度是由自然增宽、碰撞增宽和多普勒增宽叠加而成。
不同类型的激光器，工作条件不同，以上诸影响有主次之分。
例如低气压、小功率的He-Ne激光器6328埃谱线，以多普勒增宽为主，增宽线型基本呈高斯函数分布，宽度约为1500MHz。
只有频率落在展宽范围内的光在介质中传播时，光强将获得不同程度的放大。
但只有单程放大，还不足以产生激光，还需要有谐振腔对其光学反馈，使光在多次往返传播中形成稳定、持续的振荡，才有激光输出的可能。
而形成持续振荡的条件是，光在谐振腔内往返一周的光程差应是波长的整数倍，即2q L q ηλ=（1）这正是光波相干极大条件，满足此条件的光将获得极大增强，其他则互相抵消。
式中，η是折射率，对气体1η≈；L 是腔长；q 是正整数。
每一个q 对应纵向一种稳定的电磁场分布q λ,叫一个纵模, q 称作纵模序数.q 是一个很大的数,通常我们不需要知道它的数值,而关心的是有几个不同的q 值,即激光器有几个不同的纵模.从式（1）中我们还看出,这也是驻波形成的条件,腔内的纵模是以驻波形式存在的, q 值反映的恰是驻波腹的数目.纵模的频率为2q qcv L μ=（2）相邻两个纵模地频率间隔为：了 22q cc v L Lη∆=≈ （3） 从式（3）看出,相邻的纵模频率间隔和激光器的腔长成反比,即腔越长,q v ∆纵越小,满足振荡条件的纵模个数越多;相反,腔越短, q v ∆越大,在相同的增宽曲线范围内,纵模个数就越少.因而用缩短腔长的方法是获得单纵模运行激光器的方法之一.任何事物都具有两重性.光波在腔内往返振荡时候,一方面有增益,使光不断增强;另一方面也存在着不可避免的多种损耗,使光强减弱,如介质的吸收损耗、散射损耗、镜面透射损耗、放电毛细管的衍射损耗等.所以,不仅要满足谐振条件,还需要增益大于各种损耗的总和,才能形成持续振荡,有激光输出,如图所示,图1：纵模和纵模间隔图1中,增益线宽内虽有五个纵模满足谐振条件,但只有三个纵模地增益大于损耗,能有激光输出,对于纵模的观测,由于q值很大,相邻纵模频率差异很小,眼睛不能分辨,必须借用一定的检测仪器才能观测到.谐振腔对光多次反馈,在纵向形成不同的场分布,那么对横向是否也会产生影响呢?回答是肯定的.这是因为光每经过放电毛细管反馈一次,就相当于一次衍射,多次反复衍射,就在横向的同一波腹处形成一个或者多个稳定的衍射分布,称为一个横模,我们见到的复杂的光斑则是这些基本光斑的叠加.图4中,我们介绍了几种常见的基本横模光斑图样.图2：常见的横模光斑图总之,任一个模,既是纵模,又是横模,它同时有两个名称,不过是对两个不同方向的观测结果分开称呼而已.一个模由三个量子数来表示,通常写作,q是纵模标记,m和n是横模标记.对方形镜来说，m是沿x轴场强为零的节点数,n是沿y 轴场强为零的节点数.前面已知,不同的纵模对应不同的频率,那么同一纵模序数内的不同横模又如何呢?同样,不同横模也是对应不同的频率.横模序数越大,频率越高.通常我们也不需要求出横模频率,关心的是不同横模间的频率差,经推导得()2m n c v m n L ηπ∆+∆∆=∆+∆（4）其中, m ∆,n ∆分别表示x ,y 方向上横模模序差, 1R ,2R 为谐振腔的两个反射镜的曲率半径,由（3）和（4）可知相邻的横模频率间隔和相邻的纵模频率间隔的关系：()m n q m n v v π∆+∆∆+∆∆=∆（5）从上式中还可以看出,相邻的横模频率间隔与纵模频率间隔的比值是一个分数,例如图5.图3: 在增益线宽内，纵模和横模分布图分数的大小由激光器的腔长和曲率半径决定.腔长与曲率半径的比值越大,分数值越大.当腔长等于曲率半径时(12L R R ==,即共焦腔),分数值达到极大,即横模间隔是纵模间隔的1/2,横模序数相差为2的谱线频率正好与纵模序数相差为1的谱线频率兼并.激光器中能产生的横模个数,除前述增益因素外,还与放电毛细管的粗细、内部损耗等因素有关.一般说来,放电管直径越大,可能出现的横模个数越多.横模序数越高的,衍射损耗越大,形成稳定的振荡越困难.但是激光器输出光中横模的强弱决不能仅从衍射损耗一个因素考虑,而是由多种因素共同决定的,这是在模式分析实验中,辨认哪一个是高阶横模时易出错的地方.因仅从光的强弱来判断横模阶数的高低,即认为光最强的谱线一定是基横模,这是不对的,而应根据高阶横模具有高频率来确定.横模频率间隔的测量同纵模间隔一样,需借助展现的频谱图进行计算.但阶数m和n的确定仅从频谱图上是不够的,因为频谱图上只能看到有几个不同的m n+的差值,然而不同的m和n可对应相同的m n+，即简并,在+,可以测出m n频谱图上则是相同的,因此要确定m和n各是多少,还需结合激光器输出的光斑图形进行.当我们对光斑进行观察时,看到的应是它全部横模的叠加图(即图2中一个或几个单一态图形的组合).当只有一个横模时,很易辨认.如果横模个数比较多,或基横模很强,掩盖了其他的横模,或者高阶模太弱,都会给分辨带来一定的难度.但由于我们有频谱图,知道了横模的个数及彼此强度上的大致关系,就可缩小考虑的范围,从而能准确地确定出每个横模的m和n。
5-1 氦氖激光器的模式分析 实验报告.doc
5-1 氦氖激光器的模式分析实验报告.doc
氦氖激光器是一种重要的气体激光器。
它具有色散小、谐振结构简单、工作可靠等优点，广泛应用于科研、医疗、通信、仪器等领域。
本次实验的目的是通过对氦氖激光器的模式分析，了解它的工作原理和特性。
实验中，我们采用干涉仪、功率计等仪器，对氦氖激光器的基模和高阶模进行了实验研究。
首先，我们将氦氖激光器放置在干涉仪中，调整干涉仪的角度，观察干涉条纹的变化。
实验发现，当激光器处于单模态工作状态时，干涉条纹清晰，间距均匀；而当激光器处于
多模态工作状态时，干涉条纹模糊，间距不均。
这表明，氦氖激光器存在基模和高阶模两
种工作状态，对应于单模态和多模态。
接着，我们利用功率计对氦氖激光器输出功率进行了测量。
实验结果显示，当激光器
处于单模态工作状态时，输出功率相对稳定，且比多模态工作状态下高；而当激光器处于
多模态工作状态时，输出功率波动较大。
这表明，氦氖激光器的基模优先模式稳定性好，
输出功率高；而高阶模存在竞争关系，波动大，输出功率低。
最后，我们对氦氖激光器的激光束分布进行了分析。
实验中，我们采用热像仪对激光
束的纵向和横向分布进行了测量。
实验结果显示，氦氖激光器的基模工作状态下，激光束
呈高斯分布，且纵向和横向的束径相近；而高阶模工作状态下，激光束呈多峰分布，且横
向束径较宽。
氦氖激光波长测定实验报告
氦氖激光波长测定实验报告通过测定氦氖激光的波长，掌握激光器的基本工作原理和使用方法。
实验器材：氦氖激光器、光栅衍射仪、白炽灯、光电二极管、角度测量仪、加热器等。
实验原理：氦氖激光器产生的激光波长可通过光栅衍射仪进行测定。
光栅衍射仪利用光的衍射现象，通过测量衍射角度和光栅常数，可以计算出入射光的波长。
实验步骤：1. 装置激光器并接通电源，调整激光器的工作状态，使其稳定工作。
2. 将光栅衍射仪放置在激光器前方，调整仪器位置和角度，使其与激光器光路平行。
3. 在光栅衍射仪的光路上放置一个白炽灯，作为参照光源。
将光电二极管放置在光栅的衍射最大亮度处，连接到角度测量仪上。
4. 调节衍射仪的角度，使白炽灯的光和激光器发出的光都能通过光栅并进行衍射。
记录下此时的角度。
5. 将激光器的波长调到所需测定的范围内，再次调节衍射仪的角度，使激光的光通过光栅并进行衍射。
记录下此时的角度。
6. 根据衍射仪的角度差和光栅的常数，计算出激光的波长。
实验结果与分析：通过上述实验步骤，我们得到了氦氖激光的波长测定结果。
根据衍射仪的角度差和光栅的常数，可以计算出波长的数值。
在实验中，我们还可以观察到激光光束的聚束性和单色性。
激光的单一波长使得光束具有较好的直线传播性质和相干性，这在很多科学研究和工程应用中有重要意义。
实验中可能的误差和改进措施：1. 由于实验中的设备和仪器都有一定的误差，所以测量结果可能会有一定的误差。
可以通过多次重复测量和求平均值的方法，减小误差的影响。
2. 实验中的光电二极管的灵敏度和角度测量仪的精度也会对实验结果产生一定的影响。
可以使用更加精确的仪器来提高测量的精度。
3. 在实验过程中，还要注意避免光路受到外界因素的干扰，比如震动和杂散光的干扰等。
结论：通过本实验，我们成功测量了氦氖激光的波长，并了解了激光的工作原理和特性。
激光技术在科学研究、医学、通信等领域有着广泛的应用前景，对于我们深入了解激光的基本性质和使用方法有着重要的意义。
氦氖激光原理实验报告
一、实验目的1. 了解氦氖激光器的原理及结构；2. 掌握氦氖激光器的工作原理和产生过程；3. 熟悉氦氖激光器的应用领域；4. 通过实验验证氦氖激光器的工作原理。
二、实验原理氦氖激光器（He-Ne激光器）是一种气体激光器，主要由氦气和氖气混合气体作为工作物质。
在放电管中，当氦气和氖气被电离后，氖原子在外加电场的作用下，由基态跃迁到激发态，然后通过受激辐射跃迁回到基态，释放出特定波长的光子，从而产生激光。
氦氖激光器的工作原理如下：1. 氦气和氖气在放电管中混合，形成等离子体；2. 在外加电场的作用下，电子从阴极向阳极运动，与氦原子发生碰撞，将氦原子激发到激发态；3. 激发态的氦原子通过碰撞将能量传递给氖原子，使氖原子跃迁到激发态；4. 激发态的氖原子通过受激辐射跃迁回到基态，释放出特定波长的光子，形成激光。
三、实验仪器与材料1. 氦氖激光器；2. 光谱仪；3. 光电探测器；4. 放大器；5. 计时器；6. 计算器；7. 实验台；8. 实验指导书。
四、实验步骤1. 将氦氖激光器放置在实验台上，确保激光器稳定；2. 连接光谱仪、光电探测器和放大器，设置好相应的参数；3. 打开氦氖激光器，观察放电管中的光束输出情况；4. 通过光谱仪测量激光器的输出波长；5. 通过光电探测器测量激光器的输出功率；6. 记录实验数据，进行分析和讨论。
五、实验结果与分析1. 实验过程中，氦氖激光器的输出波长为632.8纳米，符合理论值；2. 通过光电探测器测量，激光器的输出功率约为5毫瓦，符合理论值；3. 在实验过程中，观察到放电管中的光束输出稳定，无明显的跳模现象。
实验结果表明，氦氖激光器能够产生特定波长的激光，输出功率稳定，符合理论预期。
六、实验结论1. 氦氖激光器是一种气体激光器，通过氦气和氖气混合气体在外加电场的作用下产生激光；2. 实验结果表明，氦氖激光器能够产生稳定、高单色性的激光，输出功率符合理论值；3. 本实验验证了氦氖激光器的工作原理，为进一步研究和应用提供了基础。
5_1氦氖激光器的模式分析实验报告
5_1氦氖激光器的模式分析实验报告本实验目的:(1)了解激光器模的形成及特点，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)对本实验使用的重要分光仪器一共焦球面扫描干涉仪，了解其原理、性能，学会正确的使用。
实验装置各部分说明:(1)激光器，具有不同模式结构的激光器四支，可分别了解它们不同的模式状况，从中学习模式分析的基本方法。
(2)激光电源，用来激发激光器。
工作电流等参数由“实验说明书”提供。
(3)小孔光阑，用于调光的辅助工具，起正负两方向光束准直作用。
(4)扫描干涉仪，使激光器的各个不同模按频率展开，透射光中心波长为6328A。
自由光谱范围应在1500-2000MHz，每伏电压使腔长改变24~25A，具体数据由实验室给出(分析40cm长的激光器，精细常数应大于100;而分析1m长的激光器，精细常数要求更高，应大于200)。
仪器上有两个方位螺旋，用于调节腔的轴向方位。
(5)接收放大器，内有光电二极管，将扫描干涉仪输出的光信号转变成电信号，经放大输入到示波器的Y轴。
(6)放大器电源，提供放大器内光电二极管的工作电压，一般用5一10V。
注意正负极不要接错。
(7)锯齿波发生器，本实验采用XFD一8B型超低频信号发生器，电压峰值在0150V内连续可调，周期用20ms，锯齿波电压除了加在扫描干涉仪的压电陶瓷上，同时输到示波器X轴上作同步扫描。
为便于观察，希望能移动序的中心波长在频谱图中的位置，比如使每个序中所有模能完整地展现在示波器上，这可通过增设一个直流偏置电源，用以改变对腔扫描的电压的起点，协助调节。
偏置电源的输出电压在0∽100V内连续可调，这里从简。
(8)示波器，用于展现经扫描和放大后的He-Ne激光器的频谱图。
本实验采用的是DF4320型示波器。
实验步骤与内容1、按装置图连接线路，经检查无误，方可接通。
2、点燃激光器，注意，激光管内与铝筒相连的伸出端为阴极，不要接反。
光信息专业实验报告：氦氖激光模式实验 (2)
光信息专业实验报告：氦氖激光模式实验【实验数据处理】一、HE-NE激光光束的光斑大小和发射角测量。
实验步骤：1)打开激光器从I裆跳到III档迅速起辉，然后调回I档等待稳定。
调整反射镜使反射镜将激光反射到硅光电池接收器测量窗口。
取光走过长度4.43m，缝宽小于光斑大小的十分之一。
2)移动微调平台，移动的方向应沿着光斑的半径。
每隔0.1~0.2mm测量一次功率值。
测量三次，测量硅光电池接收器的功率。
具体数据如下表1。
表1：三次测量水平位移和光功率的关系分别做出三条曲线，如下图1、2、3光功率P /μW图1m m光功率P /μW图2mm光功率P /μW图3m m我们知道，HE-NE 激光光束的光强是高斯分布，所以从以上三图对比可以看出，曲线的分布基本成高斯分布。
同时图3比较平滑，误差点较少，所以一下的分析我们均在第三组数据中讨论。
对第三组数据进行高斯拟合，如图4。
2468100.00.10.20.30.40.5光功率P /μW图4:第三组数据进行高斯拟合的图拟合曲线的表达式为：从拟合的结果可以看出，相关系数为0.9907。
可见相关程度较高，数据基本符合事实。
光斑半径的值为 3.6680w mm =发散角公式为：2()0.0949w z zθ== 实验室中光斑束腰半径为：1/21/4010.2864L R w mm L λπ⎛⎫⎛⎫=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭光束发散角理论值为：0020.0806w λθπ== 光斑半径为：01 3.11532w z mm θ== 所以综上，实验测量相对误差为：3.6680 3.1153100%17.74%3.1153w E -=⨯=0.09490.0806100%17.74%0.0806E θ-=⨯=总结：从上面的分析可以看出，测量得出的误差较大，主要是有以下几个方面： 1， 由于光功率测量的数值较小，所以功率变化不明显，所以拟合曲线并不完全一致。
2， 测量的时候，环境光影响到了功率计的数值。
合工大物理实验报告
合工大物理实验报告实验名称，光的干涉实验。
实验目的，通过光的干涉实验，掌握光的干涉现象及其原理，了解干涉条纹的形成规律，掌握干涉条纹的观察方法，并能够应用干涉现象进行测量。
实验仪器，He-Ne氦氖激光器、半反射镜、透明玻璃片、平行玻璃板、测微目镜、照明设备等。
实验原理，干涉是光波的叠加现象，当两束光波相遇时，由于它们的相位差而产生干涉现象。
光的干涉实验是通过两束光波的叠加产生干涉条纹，从而观察和测量光波的性质和参数。
实验步骤：1. 将He-Ne氦氖激光器放置在实验台上，并调整使其垂直照射到半反射镜上。
2. 调整半反射镜，使其将激光分成两束光线，一束直射到透明玻璃片上，另一束射向平行玻璃板。
3. 调整透明玻璃片和平行玻璃板的位置，使它们与光路垂直，观察干涉条纹的形成。
4. 通过测微目镜观察干涉条纹，测量条纹间距，计算出光波的波长。
实验结果与分析：通过实验观察，我们可以清晰地看到干涉条纹的形成，条纹间距与光波的波长有一定的关系。
根据实验数据，我们可以计算出激光的波长为632.8nm，与理论值相符合。
这表明我们通过干涉实验成功地测量出了光波的波长。
实验结论：通过本次光的干涉实验，我们加深了对光的干涉现象的理解，掌握了干涉条纹的观察方法，同时也学会了通过干涉现象进行光波参数的测量。
这对我们进一步学习光学理论和进行相关实验研究具有重要意义。
实验心得：本次实验让我深刻体会到了实验的重要性，通过亲自操作和观察，我对光的干涉现象有了更深入的了解。
在今后的学习和研究中，我会更加重视实验的重要性，注重实践操作，提高自己的实验技能和科研能力。
通过本次光的干涉实验，我对光学理论有了更直观的认识，也增强了对物理实验的兴趣和热情。
希望在今后的学习和科研中能够继续努力，不断提高自己的实验技能和科研水平，为科学研究做出更大的贡献。
氦氖激光器系列实验
氦氖激光器系列实验第一章 简 介氦氖激光器系列实验，主要用于氦氖激光器相关的参数测量。
通过有关实验，可以掌握氦氖激光器的调整方法，了解激光器的基本原理、基本结构以及输出激光的特性等。
主要用于高校物理教学演示。
1.1实验项目1、氦氖激光器半内腔谐振腔调节实验。
2、氦氖激光器功率稳定性的测量实验。
3、氦氖激光器光斑发散角的测量实验。
4、用共焦球面扫描干涉仪观察、分析、判断激光器的模式组成。
1.2 技术参数半内腔氦氖激光器谐振腔曲率半径 1m ∞中心波长 632.8nm全内腔氦氖激光器腔长 250mm功率 ≥1.5mW中心波长 632.8nm共焦球面扫描干涉仪反射中心波长 632.8nm自由光谱范围 2.5GHz精细常数 ＞100第二章 激光原理2.1普通光源的发光—受激吸收和自发辐射普通常见光源的发光（如电灯、火焰、太阳等地发光）是由于物质在受到外来能量（如光能、电能、热能等）作用时，原子中的电子就会吸收外来能量而从低能级跃迁到高能级，即原子被激发。
激发的过程是一个“受激吸收”过程。
处在高能级（E 2）的电子寿命很短（一般为10－8～10－9秒），在没有外界作用下会自发地向低能级（E 1）跃迁，跃迁时将产生光（电磁波）辐射。
辐射光子能量为12E E h −=ν这种辐射称为自发辐射。
原子的自发辐射过程完全是一种随机过程，各发光原子的发光过程各自独立，互不关联，即所辐射的光在发射方向上是无规则的射向四面八方，另外其位相、偏振状态也各不相同。
由于激发能级有一个宽度，所以发射光的频率也不是单一的，而有一个范围。
在通常热平衡条件下，处于高能级E 2上的原子数密度N 2，远比处于低能级的原子数密度低，这是因为处于能级E 的原子数密度N 的大小随能级E 的增加而指数减小，即N ∝exp(－E /kT )，这是著名的波耳兹曼分布规律。
于是在上、下两个能级上的原子数密度比为]/)(exp[/1212kT E E N N −−∝式中k 为波耳兹曼常量，T 为绝对温度。
氦氖激光器系列实验二
实验二：共焦球面扫描干涉仪与氦氖激光束的模式分析实验目的：1.了解扫描干涉仪原理，掌握其使用方法2.学习观察激光束横模、纵模的方法实验仪器：氦氖激光器及电源，共焦球面干涉仪，高速光电接收器及其电源，锯齿波发生器，示波器。
实验原理：1958年法国人柯勒斯根据多光束干涉的原理提出了一种共焦球面干涉仪。
共焦腔结构有许多优点。
首先由于光强具有高度的模简并特性，所以不需要严格的模匹配，甚至光的行迹有些离轴也无甚影响。
同时对反射镜面的倾斜程度也没有过分苛刻的要求，这一点对扫描干涉仪是特别有利的。
1.共焦球面干涉仪工作原理共焦球面扫描干涉仪是由两块镀有高反射率膜层的球面镜组成，其曲率半径R1，R2和腔长L，满足R1= R2=L，因而它们近轴焦点相重合，构成一共焦系统。
镜R1固定不动，镜R2装在压电陶瓷环的一个自由端面上，在压电陶瓷上加一定幅度的锯齿波电压，可使腔长L发生微小变化，从而实现光谱扫描。
腔长L的变化幅度为波长量级，不会影响共焦腔的状态。
设有某一近轴光线沿平行于轴线的方向射入干涉仪，光线在腔内来回反射，经四次反射后（往返两次）又与入射光线重合。
2组R1 R2如图所示，一组入射光将有1, 2两组透射光，若m是光线往返的次数，则1组经历了4m次反射，2组经历了4m+2次反射，设反射镜的反射率为R，T 为透射率，则1,2组的透射光强为122102221sin 11T R I I R R β-⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+ ⎪⎪⎢⎥--⎝⎭⎝⎭⎣⎦221I R I =I 0是入射光强，β是往返一次所形成的位相差，222/n L βπλ=，2n 是腔内介质的折射率。
当k βπ=，即24n L k λ=（*）时。
透射率有极大值()2max 1022/1T T I I R ==-由于腔内存在着各种各样的吸收，我们假设吸收率为A ，则有：1R T A ++=在R ≈1的情况下，max 2141T A T ≈⎛⎫+ ⎪⎝⎭。
由（*）可知，改变腔长L 或改变折射率n 2，就可以使不同波长的光以最大透射率透射实现光谱扫描。
实验40-用迈克尔逊干涉仪测量氦氖激光器波长
实验40 用迈克尔逊干涉仪测量氦氖激光器波长一、实验目的1.了解迈克尔逊干涉仪的结构及调整方法，并用它测光波波长2.通过实验观察等倾干涉现象二、实验仪器氦氖激光器、迈克尔逊干涉仪(250nm)、透镜、毛玻璃等。
迈克尔逊干涉仪外形如图一所示。
其中反射镜M1是固定的，M2可以在导轨上前后移动，以改变光程差。
反射镜M2的移动采用蜗轮蜗杆传动系统，转动粗调手轮（2）可以实现粗调。
M2移动距离的毫米数可在机体侧面的毫米刻度尺（5）上读得。
通过读数窗口，在刻度盘（3）上可读到0.01mm；转动微调手轮（1）可实现微调，微调手轮的分度值为1×10-4mm。
可估读到10-5mm。
M1、M2背面各有3个螺钉可以用来粗调M1和M2的倾度，倾度的微调是通过调节水平微调（15）和竖直微调螺丝（16）来实现的。
图一图二三、实验原理1.仪器基本原理迈克尔逊干涉仪的光路和结构如图二所示。
M1、M2是一对精密磨光的平面反射镜。
P1、P2是厚度和折射率都完全相同的一对平行玻璃板，与M1、M2均成45°角。
P1的一个表面镀有半反半透膜，使射到其上的光线分为光强度差不多相等的反射光和透射光；P1称为分光板。
当光照到P1上时，在半透膜上分成相互垂直的两束光，透射光（1）射到M1，经M1反射后，透过P2，在P1的半透膜上反射后射向E；反射光（2）射到M2，经M2反射后，透过P1射向E。
由于光线（2）前后共通过P1三次，而光线（1）只通过P1一次，有了P2，它们在玻璃中的光程便相等了，于是计算这两束光的光程差时，只需计算两束光在空气中的光程差就可以了，所以P 2称为补偿板。
当观察者从E 处向P 1看去时，除直接看到M 2外还看到M 1的像M 1ˊ。
于是（1）、（2）两束光如同从M 2与M 1ˊ反射来的，因此迈克尔逊干涉仪中所产生的干涉和M 1´～M 2间“形成”的空气薄膜的干涉等效。
2.干涉条纹的图样本实验用He-Ne 激光器作为光源（见图三），激光S 射向迈克尔逊干涉仪，点光源经平面镜M 1、M 2反射后，相当于由两个点光源S 1ˊ和S 2ˊ发出的相干光束。
GCS-HNDU多谱线氦氖激光器实验
GCS-HNDU多谱线氦氖激光器实验此图不是很好，能否换一张和系统示意图能对应的？实验室有样品重新照-byg用途：氦氖（He-Ne）激光器中除了最常用的632.8nm波长之外，还包含很丰富的激光波长。
通过色散选择谱线方法，可以使得氖原子在不同能级之间的跃迁所发出的荧光产生激光震荡输出激光，波长分布在近红外、可见光区。
本实验可以得到氦氖激光器可见光区的4条谱线。
知识点：电子能级跃迁；激光原理；光谱分析。
对学生的要求：熟悉激光原理，对激光技术有一定了解，具备初步的谐振腔调整和单色仪使用经验。
涉及课程：激光原理与技术、信息光子学等。
实验目的：（1）了解多谱线He-Ne激光器结构和调整方法。
（2）测量各条激光谱线的波长。
（3）找出各条谱线的最佳放电电流，测量最大输出激光功率。
实验特点：本实验为典型的激光原理实验。
通过调整色散器件，选择不同的激光振荡波长，可以得到可见光区内红、橙、黄色4种不同的激光波长。
本实验包含多个知识点，原理清晰、效应明显、训练全面，有助于学生全面深入地理解激光产生机理。
本实验如配合“GCS-HNFZ气体激光器放电管增益特性研究实验”一同开设，更可加强实验内容的层次性和连贯性，可作为相关课程的专题实验。
基本原理：氦氖混合气体中氦气通过非弹性碰撞使得氖原子电子跃迁到3S能级，从3S 能级向2P能级跃迁的过程中发射不同波长荧光，此段跃迁发射的光谱在可见范围内。
本实验是在长度为1米的He-Ne激光器的腔内插入色散器件，由于色散器件对于不同波长光的色散角度不同，导致只有一个波长的光在激光腔内可以按照原路返回，从而满足激光振荡条件而产生激光。
通过调整色散器件角度，就可以选择不同的激光波长输出。
系统示意图：典型实验结果：输出4种激光波长，分别是：632.8nm; 611.8nm; 604.6nm; 594.3nm。
插入4种颜色光斑照片技术指标系统指标●输出波长：632.8、611.8、604.6、594.3nm●腔长：1250mm●偏振状态：水平偏振●最佳工作电流：～15mA ●单色仪1.波长准度：±2nm2.波长重复：1nm3.焦距：100mm零部件指标●辅助激光波长：632.8nm 1.5mW●光学元件（1）光学材料:A级精密退火（2）透镜焦距：±2%（3）透镜直径：0/-0.2mm（4）光圈：1-5（5）面粗糙度：60/40（Scratch/Dig）●机械和调整部件（1）角度精度：±4’（2）分辨率：0.005mm平凹腔镜增益管色散元件平凹腔镜功率计单色仪主要配置。
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氦氖激光器实验
袁庆勇 081273018 信息工程
一、实验仪器
氦氖激光器、光功率指示仪、硅光电池接收器、狭缝、微动位移台、扫描干涉仪、高速光电接收器及其电源、锯齿波发生器、示波器、氦氖激光器及其电源。
氦氖激光器技术参数：
谐振腔曲率半径 1m ∞
中心波长 632.8nm
共焦球面扫描干涉仪技术参数：
腔长20mm
凹面反射镜曲率半径20mm
凹面反射镜反射率99%
精细常数>100
自由光谱范围4GHz
二、实验目的
Ⅰ、氦氖激光束光斑大小和发散角
1、掌握测量激光束光斑大小和发散角的方法。
2、深入理解基模激光束横向光场高斯分布的特性及激光束发散角的意义。
Ⅱ、共焦球面扫描干涉仪与氦氖激光束的模式分析
1、了解扫描干涉仪原理，掌握其使用方法。
2、学习观测激光束横模、纵模的实验方法。
三、实验原理
激光束的发散角和横向光斑大小是激光应用中的两个重要参数，激光束虽有方向性好的特点，但它不是理想的平行光，而具有一定大小的发散角。
在激光准直和激光干涉测长仪中都需要设置扩束望远镜来减小激光束的发散度。
1、激光束的发散角θ
θ为激光束的发散角，()()0=2/2/z z θλπωω=,z 很大
只要我们测得离束腰很远的z 处的光斑大小2 w(z)，便可算出激光束发散角。
2、激光束横向光场分布
将光束半径w(z)定义为振幅下降到中心振幅1/e 的点离中心的距离，光束半径w(z)也可定义为光强下将为中心光强e -2倍的点离中心点的距离。
3、光束半径和发散角的测量
束腰处的光斑半径为
由这个值，也可从算出激光束的发散角θ
4、纵模频率差△ν=c/2n 2L ，L 为激光器腔长
5、不同横模之间的频率差
6、自由光谱范围△λ：
7、精细常数F ：()F=1-R
四、实验内容
1、光强横向分布的测量
移动微动平台，使狭缝和硅光电池接收器同时扫过光束，移动的方向应与光传播方向垂直。
每隔0.1~0.2mm ，记录光功率指示仪的读值，重复测量三次，进行激光束的光强横向分布测量，测量Z 值。
Z=3.1m ，L=33.5cm
2、光斑半径W （Z ）及发散角θ的确定
以平均值做出光功率指示仪随测量位移之间的变化曲线，由曲线求出光斑半径W （Z ），并算出θ 值，算出发散角()=2/z z θω的确定值和()0=2/θλπω的θ 值进行比较。
位移θ
3、根据激光器的腔长，计算纵模频率差，计算1阶和2阶横模频率差
纵模频率差△ν=448MHz
1阶横模频率差△ν=193MHz
2阶横模频率差△ν=385MHz
4、根据干涉仪的曲率半径计算出干涉仪的自由光谱范围，再由给定的反射率计算
出精细常数F。
自由光谱范围跟共焦球面扫描干涉仪的腔长关系△λ=λ2/(4L)=0.005nm
精细常数()
F=1-R=313
5、以计算所得的自由光谱范围在示波器上定标，由示波器上显示的纵模波形测出
干涉仪的带宽，再由式求出精细常数F，和理论值进行比较。
F=△νF/△νFWHM，△νF/△νL=△t/△T.
△T=1.31ms，△t=9.6ms，△t FWHM=170us.
精细度常数F=77，理论值精细常数()
F=1-R=313.。