He-Ne激光器

《He-Ne激光器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、He-Ne激光器谐振腔调整走进He-Ne激光器气体激光器的优点：1.工作物质均匀性好，输出激光光束质量好2.谱线宽，从远红外到紫外3.输出功率大，转换效率高（电光转换）4.结构简单，成本低氦氖激光器的结构：工作物质：He-Ne气体（He为辅助气体），气压比为5：1－7：1谐振腔：一般用平凹腔，平面镜为输出镜，透过率约1％－2％，凹面镜为全反射镜泵浦系统：一般采用放电激励激光管结构：按谐振腔与放电管的放置方式分为内腔式﹑外腔式﹑半内腔式按阴极及贮气室的位置不同分为同轴式﹑旁轴式﹑单细管式He－Ne激光器的特点：典型谱线：632.8

2、nm1.15mm3.39mm其他谱线：612nm594nm543nm优点：1.光束质量好Θ＜1mrad2.单色质量好，带宽＜22Hz3.稳定性高功率稳定（＜2％）频率稳定（＜5×10-15）4.在可见光区He-Ne激光器的输出功率：He-Ne激光器属于以非均匀加宽为主但又不能忽略均匀加宽影响的综合加宽线型，按照综合加宽的情况计算其输出功率。输出功率的稳定性：He-He激光器在工作过程中，输出功率会随时间做周期性的或随即的波动。造成漂移的原因有：1放电电流波动造成输出功率的波动；2谐振腔光轴与毛细管轴线相对位置发生变化引起功率波动

3、；3纵模的变化引起输出功率的波动。在只有少数几个纵模振荡的短腔激光器中，温度的变化或其他原因导致腔长发生了变化，谐振腔的纵模也要发生改变，将造成增益曲线的烧孔面积变化，从而引起输出功率的波动。解决方法：1.外部控制的办法减小功率漂移；2.根据产生漂移的原因，在器件结构和工艺上采取改进措施；He-He激光器的频率特性：在适当的放电条件下，He-He激光器已经获得了100多条谱线。其中最主要的是0.6328mm和3.39mm两条。He-Ne的实验调整相对一般光源，激光具有单色性好的特点，也就是说，它具有非常窄的谱线宽度。这样窄的谱线

4、，不是受激辐射后自然形成的，而是受激辐射经过谐振腔等多种机制的作用和相互干涉后形成的。所形成的一个或多个离散的、稳定的又很精细的谱线就是激光器的模。每个模对应一种稳定的电磁场分布，即具有一定的光频率。相邻两个模的光频率相差很小，我们用分辨率比较高的分光仪器可以观测到每个模。当从与光输出的方向平行（纵向）和垂直（横向）两个不同的角度去观测和分析每个模时，发现又分别具有许多不同的特征，因此，为方便每个模又相应称作纵模和横模。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，

5、而激光稳频和激光测距等不仅要求基横模，而且要求单纵模运行的激光器。因此，模式分析是激光器的一项基本而又重要的性能测试。操作原理：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

6、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，=D2-D1/L2-L1,便可以算出全发散角2。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。由于光栅常数d已知，根据光栅方程可以计算出激光波长。调整方法：1．按实验装置图连接线路。经检查无误，方可进行实验。2．开启激光电源。3．

7、用直尺测量扫描干涉仪光孔的高度。调节He-Ne激光管的高低、仰俯，使激光束与光学平台的表面平行，且与扫描干涉仪的光孔大致等高。4．使激光束通过小孔光阑。调节扫描干涉仪的上下、左右位置，使激光束正入射到扫描干涉仪中，再细调干涉仪上的四个鼓轮，使干涉仪腔镜反射回来的光点回到光阑的小孔附近（注意：不要使光点回到光阑的小孔中），且使反射光斑的中心与光阑的小孔大致重合，这时入射光束与扫描干涉仪的光轴基本平行。5．开启扫描干涉仪驱动器和示波器的电源开关。调节驱动器输出电压的大小（即调节“幅度”旋钮）和频率，在光屏上可以看到激光经过扫描干涉仪

8、后形成的光斑。注意：如果在光屏上形成两个光斑，要在保持反射光斑的中心与光阑的小孔大致重合的条件下，调节扫描干涉仪的鼓轮，使经过扫描干涉仪后形成的两个光斑重合。6．降低驱动器的频率，观察光屏上的干涉条纹,调节干涉仪上的四个鼓轮，使干涉条纹最宽。注意：调节过程中，要