氦氖激光器的调试实验
He-Ne激光器
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实验 He-Ne 激光器性能参数的测量一、目的1.了解He-Ne 激光器的结构和各部分的作用;2.改变工作电流,观察电流和输出功率的关系;3.了解F-P 扫描干涉仪的结构和性能,掌握它的使用方法,观察激光He-Ne 激光器的输出频谱;4.学会测量输出激光偏振特性的方法。
二、原理1.激光器的调试原理激光器的调试原理是用LD 发出的光作为基准光线,使He-Ne 激光管放在该基准光线上,然后使耦和输出镜也放在该基准光线上,当激光谐振腔满足谐振条件,才能产生He-Ne 激光。
调整He-Ne 激光器与反射镜的相对位置关系,只有当谐振腔的两个反射镜均以激光器毛细管准直时,激光才有可能产生。
2.He-Ne 激光器的模式结构激光器的谐振腔具有无数个固有的、分离的谐振频率。
不同的谐振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光场分布和横向光场分布。
用模指数q n m ,,可表示它们不同的模式。
由无源谐振腔理论,得 )]}1)(1arccos[()1(22{421R L R L n m q L c mnq --++π+η=ν (1-1) 式中,η为介质折射率;c 为真空中的光速;L 为腔长;1R 和2R 为谐振腔的两反射镜曲率半径;q 为纵模指数,一般为很大的整数;n m ,为横模指数,一般为⋅⋅⋅,2,1,0,当0==n m 时为基横模,其对应光场分布在光腔轴线上的振幅最大,从中心到边缘振幅逐渐减小,当00≠≠n m 或时,称为高阶横模。
当n m ,相同时,即对于同一阶横模,相邻纵模间隔是等间距的,其频率差为:Lc mnq q mn η=ν-ν+2)1( (1-2) 对于不同纵模(即q 值不同),虽对应不同的纵向(沿腔轴线方向)光强分布,但由于不同纵模光强分布差异极小,从光斑图样无法分辩,只能根据不同纵模对应不同频率来分析。
设对于某个纵模,其频率为:q L c q η=ν2,则不同纵模间的频率差q L c q q q ∆η=ν∆∆+2, (1-3)由于各种因素可能引起谱线加宽,使激光介质的增益系数有一频率分布,如图1.1所示,该曲线称为增益曲线。
氦氖激光器模式分析报告实验
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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 qc v Lμ= (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 +,可以测出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 。
实验 氦氖激光器的调整及光斑的测量 学习体会
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实验氦氖激光器的调整及光斑的测量学习体会
应用物理2班曹朝榴 2014114025 关于氦氖激光器谐振腔调节,使激光输出,非常重要的前提就是分辨谐振腔是外腔式,还是半外腔式,才能选择十字光靶法和激光准直法中更为适合的一种方法。
本次实验使用的是半外腔式,所以使用激光准直法,能更为容易的调出激光。
在调节过程中,需要将已经调好的氦氖激光器放在导轨的另外一端,利用调节板的小孔调整氦氖激光器的方向,直至激光器出光方向与导轨平行。
紧接着按书上方法调整,直至出光为止。
因为激光是一条直线,且每个仪器透过的小孔都比较小,所以需要每个仪器都调整得高度精确。
就需要足够的耐心,并且非常仔细。
轻微的调节手扭,不断的透过小孔观察,因为耗时较长,且过程单一枯燥,所以极其容易失败,调节过程中应该克制住自己的急躁,静下心来,按照正确的方法调整激光。
11 实验十一 He-Ne激光器实验
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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
![10.21 He-Ne激光器实验](https://img.taocdn.com/s3/m/b1548d004431b90d6c85c75a.png)
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
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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。
氦氖激光器的调试实验
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一、实验目的 1、了解 He-Ne 激光器的工作原理和基本结构; 2、掌握外腔式 He-Ne 激光器的 F-P 腔调节技术; 3、分析放电电流对激光输出功率的影响。
二、实验仪器 外腔式 He-Ne 激光器、准直光源,光学导轨,激光功率计,光阑,腔镜。
三、实验原理
一、激光原理概述 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、太阳等的发光)是由于物质在受到外
9、调节泵浦电流的大小,使输出功率再次最大,此电流即为激光器的最佳 放电电流。
五:注意事项
1、He-Ne 激光器电源电压较高,应注意安全。 2、不要让氦氖激光射入眼睛。 3、加输出镜后,不要看氦氖激光器毛细管中的亮点,防止突然出光,损坏 眼睛。 4、不要碰光学元件的表面,防止损坏镀膜
He-Ne 气体激光器的
输出功率较小,He-Ne 气体激光器的输出功率只有 1 100mW,最常用的 25cm
的激光管,放电电流为 5mA,高压为 1500V,输出功率为 1.5mW,效率仅为 0.02%。
制作 He-Ne 气体激光器时,为了在有限的腔长内,尽可能获得较大的功率输出,
要选择最佳的放电条件。所谓最佳放电条件是指一定管径和管长的 He-Ne 气体
6、将曲率半径为 1m 的反射镜放在半外腔氦氖激光器的布儒斯特窗前,作为 输出镜。调节其上的水平和俯仰旋钮,使反射的准直氦氖激光返回光阑。
7、打开电流源,电流加到 10mA 左右,会发现有激光输出,若没有,稍微 调节一下输出镜,则会出光,还没有,就要按照前面的步骤重新仔细调节了。
8、激光调出来后,打开功率计,将功率计探头放在输出镜前,调节输出镜 使输出功率最大。
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类很多,He-Ne 气体
半内腔式氦氖激光器调谐实验报告
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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。
He-Ne激光器谐振腔调整和激光特性的测量
![He-Ne激光器谐振腔调整和激光特性的测量](https://img.taocdn.com/s3/m/d986792ccfc789eb172dc888.png)
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。
激光实验报告
![激光实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/812c9b5b767f5acfa1c7cd55.png)
激光实验报告he-ne激光器模式分析一.实验目的与要求目的:使学生了解激光器模式的形成及特点,加深对其物理概念的理解;通过测试分析,掌握模式分析的基本方法。
对本实验使用的重要分光仪器——共焦球面扫描干涉仪,了解其原理,性能,学会正确使用。
要求:用共焦球面扫描干涉仪测量he-ne激光器的相邻纵横模间隔,判别高阶横模的阶次;观察激光器的频率漂移记跳模现象,了解其影响因素;观察激光器输出的横向光场分布花样,体会谐振腔的调整对它的影响。
二.实验原理1.激光模式的一般分析由光学谐振腔理论可以知道,稳定腔的输出频率特性为:vmnq?l1/21lc[q?(m?2n?1)]cos-1[(1—)(1—)] r2?r12?l (17)其中:l—谐振腔长度; r1、r2—两球面反射镜的曲率半径;q—纵横序数; m、n—横模序数;η—腔内介质的折射率。
横模不同(m、n不同),对应不同的横向光场分布(垂直于光轴方向),即有不同的光斑花样。
但对于复杂的横模,目测则很困难。
精确的方法是借助于仪器测量,本实验就是利用共焦扫描干涉仪来分析激光器输出的横模结构。
由(17)式看出,对于同一纵模序数,不同横模之间的频差为:mn:mn?ll1/2 c1(?mn)cos-1[(1-)(1-)] (18) r1r22?l?其中:δm=m-m′;δn=n-n′。
对于相同的横模,不同纵模间的频差为q:q?c?q 2?l 其中:δq=q-q′,相邻两纵模的频差为q?c 2?l (19)由(18)、(19)式看出,稳定球面腔有如图2—1的频谱。
(18)式除以(19)式得ll?mn:mn1?(?m??n)cos-1[(1-)(1-)]1/2 r1r2??q?(20)设:mn:mnq ; s=1?cos-1[(1-ll)(1?)]1/2 r1r2 δ表示不同的两横模(比如υ00与υ比,于是(20)式可简写作: 10)之间的频差与相邻两纵模之间的频差之(?m??n)?? s (21)只要我们能测出δ,并通过产品说明书了解到l、r1、r2(这些数据生产厂家常给出),那么就可以由(21)式求出(δm+δn)。
武大光科激光原理四个实验
![武大光科激光原理四个实验](https://img.taocdn.com/s3/m/97d22f1da76e58fafab00328.png)
实验一大功率氦氖激光器的安装与调试实验【实验目的】1、通过对He-Ne激光器的安装与调试熟悉气体激光器的结构和工作原理。
2、学会调整光学谐振腔的基本方法。
3、要求将激光器调整到有最佳输出状态。
【实验原理】氦--氖激光器是一种原子气体激光器,它主要由放电管、光学谐振腔、激励源三部分组成。
激光器的结构因放电管和谐振腔镜片的连接方式不同而有内腔式、外腔式、半内腔式之分。
(1)外腔式(2)半内腔式内腔式为两镜片与放电管分离。
对于全外腔的激光器,它的腔是可调的,反射镜片和放电管的窗片都暴露在空气中,虽然生产厂都已进行了防尘封蔽措施,但是随着使用时间的延长,尘埃、水汽等还是会侵入,污染反射镜片和窗片,使激光器输出功率下降,直至不出光。
激光器在使用过程中,由于其本身的热涨冷缩及外界振动等原因,都会使腔变形,也影响着激光器的模式,输出功率稳定性等指标。
因此,使用者应该学会必要的维护技术和调整技术。
激光器结构示意图见实验图1:实验图1 激光器结构示意图【实验操作与现象】1.检修指南:(1)激光器不出光时检查程序:电源一放电管一气体颜色一反射镜一布儒斯特窗一谐振腔一毛细管电源激光器被点燃,激光放电管辉光放电,如一个霓虹灯一样。
如果不能辉光放电,首先检查电源是否有问题。
电源出了毛病,则需要修理电源或更换电源。
放电管其次检查放电管。
放电管破裂而漏气或铝电极严重溅射损坏都会点不着。
有时虽然能够点燃,但放电也不稳定,一闪一闪的,这是电源与放电管匹配不好而至。
放电管的参数有了变化或者电源出了毛病,都会出现放电不稳定。
气体颜色如果能够点燃,并能稳定放电,而由于管内工作物质的成分发出变化,也导致无激光输出。
氦氖激光器正常辉光放电是橙红色。
主要观察阳极和阴极附近的放电颜色。
颜色变兰或兰紫色,则放电管侵蚀入了空气。
颜色呈乳白色,则是放电管去气不彻底或侵入水气。
以上情况都属放电管损坏,必须更换新管芯。
反射镜激光器的反射镜片严重污染,也会使激光器无激光输出。
He—Ne激光器的调整
![He—Ne激光器的调整](https://img.taocdn.com/s3/m/31e86f0616fc700abb68fcd2.png)
He —Ne 激光器的调试物理系 光学 赵婷 0811130052引言:He —Ne 激光器的调试有两种方法,十字叉丝法和激光准直法,这次实验就是体会一下这两种调试方法,然后调整激光的最大输出功率实验原理:He —Ne 激光器的结构如图所示:图1:He —Ne 激光器的结构示意图其中,1R ,2R 为反射镜,另外在激光器工作时放电管两侧还加了磁场,磁场的作用是保证打出的光是632.8nm 波长的光,限制其他波长光的产生。
在放电管里通以额定电流使之放电,则放电管内就会产生稠密等离子体,由于等离子体的自由电子与氦原子发生碰撞使氦原子激发,在氦氖能级中,氦有亚稳态32s (19.8电子伏)和12s (20.6电子伏),氦原子被分别激发到这两个态上,由于氖存在比这些能级稍微低一点的能级2s 与3s ,所以被激发的氦原子一方面在进行热运动,一方面在进行高效率的能量交换,氖就被激发到亚稳态2s 或3s 态上,这是氦又一次回到激态,氦的作用就是通过放电为氖提供激发能量。
从氖的2p 到1s 的跃迁强,所以2p 的能级寿命短,在2s 与2p ,3s 与3p 之间建立粒子数反转分布,所以当采用与振荡地波长相适合的光学共振腔时,就可得到2s —2p 和3s —3p 的振荡或者产生3s —2p 的跃迁,这种跃迁产生波长是632.8nm的近红外光。
另外,因为处在1s能级上的氖原子必须迅速返回到基态,所以把放电管做的细一些,让氖原子与管壁发生碰撞而使能量猝灭。
2:激光发生示意图实验步骤:(一)十字叉丝法1.调整激光器电压约为12伏特,用能让光透过的中心有小孔的十字叉丝座来观察阴极激光,这时一般会看到直径相当于放电管直径的蓝色斑点。
2.调节十字叉丝的位置,直到蓝色斑点的中心出现一较小直径的亮蓝色斑点。
反复调节反射镜,使亮蓝色斑点正好位于十字叉丝的中心。
3.用同样的方法调节阳极端。
4.在激光器的出光端对十字叉丝所在范围通过调整反射镜进行扫描,直到看到红色的激光射出。
激光实验报告
![激光实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/1557f20bba1aa8114431d98f.png)
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
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](https://img.taocdn.com/s3/m/850556282379168884868762caaedd3382c4b55f.png)
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。
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 说明书](https://img.taocdn.com/s3/m/74b16b39376baf1ffc4fad7a.png)
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。
氦氖激光原理实验报告
![氦氖激光原理实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/c4e3151c5bcfa1c7aa00b52acfc789eb162d9e40.png)
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。
激光技术系列实验-实验报告
![激光技术系列实验-实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/bcf24289ec3a87c24128c40e.png)
2) 、开启激光功率指示仪,将量程至于 20mW 档,选择 650nm 波长,调零,预热。 3) 、调节旋转台,测量不同角度的能量,同样的调节 SZ-06 手动 X 轴选专家,测量不同 角度的能量。测量光功率的最大值 Pm,再测出光强为最大光强 e 分之一所对应的光束空间 分布角度,左右两边都测出,平均得出发散角。 2、半导体激光器偏振性测量
同组人员: 指导老师:
教师评分: 教师评语:
实验一 半导体激光器系列实验
一、实验内容 1、 半导体激光器输出特性实验 2、 半导体激光器偏振度测量 3、 半导体激光器光谱特性测量 4、 半导体激光器发散角和光斑尺寸测量 二、实验仪器 1、 半导体激光器 1 套 2、 温控仪部 1 套 3、 偏振片部 1 套 4、 激光功率指示仪 1 套 5、 光学多通道光谱仪 1 套 6、 光靶 1 套 三、实验方法 1、半导体激光器发散角测量 使用转台,测量半导体激光器的发散角。 1)、打开激光器,去掉准直透镜,按下图调整好光路。
5
静态 E-I 曲线 2.被动(色心)调 Q 及其输入-输出特性 电压 U/V 能量 mJ 712 38.6 721 45.2 745 47.1 760 44.5 772 45.1 784 45.9 798 43.7
动态 E-I 曲线
调 Q 前激光波形图
6
调 Q 以后激光波形图
五、实验感想 此实验对光路的调节的难度比较大,需要多次耐心、仔细的调节,我们组的仪器出了问 题,最后是和别的小组用的一台仪器。在调 Q 之后,理论上的 P-I 曲线应该是阶梯状的,而 我们得到的最终结果仅仅是它的一个阶梯,1/2 = 1.7456(2ep)
(2)实验步骤
(5)
如下图所示, 将刀口位于激光光斑边缘位置, 并将功率计置于刀口后面来测量未被刀口挡住 的激光光功率。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/0812fac170fe910ef12d2af90242a8956becaaef.png)
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 (2)](https://img.taocdn.com/s3/m/7ab96402443610661ed9ad51f01dc281e53a5696.png)
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。
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氦氖激光器调试实验
一、实验目的
1、了解He-Ne 激光器的工作原理和基本结构;
2、掌握外腔式He-Ne 激光器的F-P 腔调节技术;
3、分析放电电流对激光输出功率的影响。
二、实验仪器
外腔式He-Ne 激光器、准直光源,光学导轨,激光功率计,光阑,腔镜。
三、实验原理
一、激光原理概述
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、太阳等的发光)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。
在没有外界作用时会自发地向低能级(E1)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
2受激辐射和光的放大
受激辐射的过程大致如下:原子开始处于高能级E2,当一个外来光子所带的能量h υ正好为某一对能级之差E2-E1,则这原子可以在此外来光子的诱发下从高能级E2向低能级E1跃迁。
这种受激辐射的光子有显著的特点,就是原子可发出与诱发光子全同的光子,不仅频率(能量)相同,而且发射方向、偏振方向以及光波的相位都完全一样。
于是,入射一个光子,就会出射两个完全相同的光子。
这意味着原来光信号被放大,这种在受激过程中产生并被放大的光,就是激
E 2
E 2
E 1
ν
h (a) 自发辐射
E 2
E 2
E 1
ν
h (b) 受激吸收
νh E 2
E 2 E 1 νh ν
h νh ν
h (c) 受激发射 高能态原子 低能态原子
双能级原子中的三种跃迁
电子碰
撞
激
发
波数
1
3390nm 632.8nm
1150nm
自发辐射
管壁效应驰豫 3P (525p p )
1S (523p s ) 2S (5
24p s )
共振转移
共振转移
电子碰撞激发
Ne
10S He
17
1
6
15 14 13
12 11
3S (525p s )
2P (523p p )
光。
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。
4 激光器的结构
激光器一般包
括三个部分:激光工作介质;激励源; 谐振腔 二
He-Ne 气
体激光器工作原
理:
气体激光器的种
类很多,He-Ne 气体
激光器是目前应用最广泛的气体激光器。
由于它的发散角小、单色性和方向性极好、稳定性高,故
在准直、计量、全息、
检测、导向、信息处
理、医疗等技术中得到了广泛的应用。
但He-Ne 气体激光器的输出功率较小,
He-Ne 气体激光器的输出功率只有
1 100mW ,最常用的25cm 的激光管,放电电流为5mA,高压为1500V ,输出功率为1.5mW ,效率仅为0.02%。
制作He-Ne 气体激光器时,为了在有限的腔长内,尽可能获得较大的功率输出,要选择最佳的放电条件。
所谓最佳放电条件是指一定管径和管长的He-Ne 气体激光器在适当的总气压、气体配比和放电电流下运转,以获得最大功率的激光输出。
四、 实验内容与步骤:
1、将准直光阑放在准直用的氦氖激光器和半外腔氦氖激光器之间,取掉其
他元件。
2.、开启光具座上的准直氦氖激光器的电源,前后移动准直光阑,使准直氦氖激光器的激光都能穿过准直光阑。
3、调节固定半外腔氦氖激光器两个环上的六个旋钮,使穿过准直光阑的氦氖激光穿过半外腔氦氖激光器的毛细管,并照到其后面的全反镜上。
4、再仔细调节半外腔氦氖激光器两个环上的六个旋钮,使从全反镜反射的激光再次穿过毛细管,照射到光阑的中心,这时半外腔氦氖激光器的激光管的轴线与准直光线重合。
5.、从点燃的氦氖激光器判断毛细管的轴线是否通过光阑。
毛细管点燃时,呈桔红色(氖光色),但管内轴心却有一束兰白色的光(氦光色)。
当通过针孔板从毛细管前端观察毛细管内部时,只要人的瞳孔正对着毛细管轴线,可以看到管中心处有一个兰白色亮点,其直径约为0.2mm,它是轴心光束的前端点,如图2 (a)所示。
苦瞳孔偏高,就看不全这个亮点,可以看到如图2(b)所示的光点,它象拖着尾巴似的,亮点头朝下,尾巴朝上。
图2(c)、(d)、(e)所示图形是瞳孔偏下、偏右或偏左时观察到的轴心光束。
小亮点是毛细管的中心,是轴线的前端点,也是调试的基准点。
这时,可关掉电流源,根据光学原理来调试谐振腔。
6、将曲率半径为1m的反射镜放在半外腔氦氖激光器的布儒斯特窗前,作为输出镜。
调节其上的水平和俯仰旋钮,使反射的准直氦氖激光返回光阑。
7、打开电流源,电流加到10mA左右,会发现有激光输出,若没有,稍微调节一下输出镜,则会出光,还没有,就要按照前面的步骤重新仔细调节了。
8、激光调出来后,打开功率计,将功率计探头放在输出镜前,调节输出镜使输出功率最大。
9、调节泵浦电流的大小,使输出功率再次最大,此电流即为激光器的最佳放电电流。
五:注意事项
1、He-Ne激光器电源电压较高,应注意安全。
2、不要让氦氖激光射入眼睛。
3、加输出镜后,不要看氦氖激光器毛细管中的亮点,防止突然出光,损坏眼睛。
4、不要碰光学元件的表面,防止损坏镀膜。