输出功率测量

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1、实验题目:激光器谐振腔的变化调整与输出功率测量指导教师：凌秀兰班级：15050441学号：1405044117学生姓名：杨萍成绩信息与通信工程学院实验报告（操作性实验）课程名称：激光原理与技术一、实验目的和任务1、了解氨氛激光器的构造，加深激光器物理概念的理解；2、理解激光谐振原理，掌握激光谐振腔的调节方法；3、调整谐振腔，监测谐振腔改变时氨氛激光器的输出功率。二'实验仪器及器件半外腔激光器、功率计、导轨、十字叉板、调节固定器件、光源。三'实验内容及原理氮氛激光器（简称Ile-Ne激光器）由光学谐振腔（输出镜与全反镜）、工作物质（密封在玻璃管里的氮气、氛气）、激励系统

2、（激光电源）构成。其中，增益介质就是在毛细管内按一定的气压充以适当比例的氨、氛气体，当氮、氤混合气体被电流激励时，与某些谱线对应的上下能级的粒子数发生反转，使介质具有增益；而就谐振腔而言，腔长要满足频率的驻波条件，谐振腔镜的曲率半径要满足腔的稳定条件。总之腔的损耗必须小于介质的增益，才能建立激光振荡。考虑到调节的难度，本实验选择半外腔激光器，结构类似图2-1的外腔激光器，区别是半外腔的前腔镜是固死无需调节的，只需调节后腔镜即可，并冃调节后腔镜也降低了激光突然出光对人眼的伤害（激光后腔镜溢出的尾光很微弱）。在该实验中，需要做的先是调节支架，调节输出镜与全反镜之间平行度，

3、使激光器工作时处于输岀镜与全反镜相互平行且与放电管垂直的状态，输出激光。图2-1外腔氨筑激光器结构示意图四、实验步骤1、将各元件按照图4-1所示摆放到导轨上；2、接通电源，激光管中荧光亮起，人眼通过十字叉板中心的小孔观察，会看到一个明显圆形亮斑，上下左右微动十字叉板，使该圆形亮斑均匀对称居中出现在视野中；3、仔细观察，可看到圆形亮斑中心还有一个更亮的小亮点，进一步上下左右微调十字叉板,使通过小孔看到的小亮点位于圆形亮斑的正屮心，此时十字叉板不再动。打开台灯从斜前方照亮十字叉板，可通过小孔看到由后腔镜反射出的十字叉像（如图4-2）；4、调节后腔镜的二维俯仰旋钮，十字叉像

4、会随之移动，直到十字叉像的中心与之前观察到的小亮点重合，理论上激光器即可出光；5、若出光，则将功率指示器放置于半外腔激光器前出光口，监测输出功率，进一步调节后腔镜二维俯仰，使输出功率最大并记录，然后改变腔长和腔镜监测功率，完成表5-1并分析规律；否则，重新检查一遍，或者使十字叉在小亮点周围小范围来回移动扫描，直至出光。图4-1激光器调节示意图出光时十字叉位置十榦撬偏图4-2十字叉与管芯亮点关系示意图五、实验测试数据表格记录表5-1功率监测：mW腔长：0.43mm腔长：0.48mm曲率半径：11.50.020.20曲率半径：11.70.290.40曲率半径：11.90.

5、550.63曲率半径：12.10.740.72曲率半径：12.30.780.76曲率半径;12.50.790.77曲率半径:12.70.750.63曲率半径:12.90.740.42曲率半径：13.10.600.14功率/mW图5-1输出功率-曲率半径（腔长=0.43mm）功率/mW六、实验数据分析及处理理论分析可得，当反射镜的曲率半径一定时，其输出功率应随着腔长的增加呈现增大后缓慢减小的趋势，因为本实验中使用的半外腔式激光器，放电管长度固定，移动后腔镜腔长增人吋，谐振腔内的工作物质不增加，故其实验数值呈现先增人再缓慢减小的趋势。但从表中数据来看，当反射镜的曲率半径一

6、定时，氨氛激光器的输出功率随着腔长的增加而增大，这是因为只选择了两个腔长来测试，数据较少。此外，从上表和两个图可以看出，当腔长一定时，氨氛激光器的输出功率随着曲率半径的增加也呈现先增大后减小的趋势。七、实验结论与感悟（或讨论）1、虽然之前在上课过程中，我对激光器及其原理已有了一定的认识，但在木次实验中,我加深了对激光器物理概念的理解，从实践中真正理解了激光谐振原理。之前在学习中关于激光器的几个疑惑，也通过实验分析以及老师的讲解解决了。通过这次实验，我知道了氨氛激光器的输出功率与曲率半径及腔长的关系，当反射镜的曲率半径一定吋，其输出功率随着腔长的增加增大后缓慢减小；当腔

7、长一定时，氨氛激光器的输出功率随着曲率半径的增加也先增大后减小。2、实验过程中一定要有耐心，细心的调整光路，及时的发现错误改止错误，做到每一步都做好，最后才会出现与理论值相近的结果。