《激光原理与技术实验指导书》

《《激光原理与技术实验指导书》》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、GuangDongPolytechnicNormalUniversity《激光原理与技术实验指导书》实验指导书陈湛旭编广东技术师范学院电子与信息学院目录仪器要求与安全保护2实验一、LD泵浦NDiYVO,固体激光器的基本概念与主要参数测量3实验二、LD泵浦ND:YVO,固体激光器光斑尺寸的测量12实验三、IP泵浦ND:YVO.固体激光器远场发散角的测量16实验五、HE-NE激光器谐振腔调节28实验六、HE-NE激光器的模式分析31仪器要求与安全保护1、仪器安装在干燥、无灰尘、通风良好、远离热源和强（电）磁场的地方。50

2、HZ2、工作温度3、相对湿度4、工作电源5、安全防护10〜15°C<70%220V±15%（1）使用He-Ne激光器时，“+正，负）极不要插（接）错（2）激光管的电流不要调的过高，否则容易击穿，烧毁管子。（最好接厂方给定的最佳电流）（3）激光出光后，眼睛不要直接直射观察激光点，否则容易损坏眼睛。（4）He-Ne激光管都是玻璃制品，易碎，小心轻拿轻放。调节螺钉不要拧的太紧。6、FI常维护（1）外腔（或半内腔）激光管，外部活动的谐振腔，不要弄脏布儒斯特窗面，不要沾上灰尘否则不出光。（2）激光管不要放在潮湿的地方，长时间不

3、用时，最好隔几天点燃一次（特别是夏天）时间20〜30分钟。（3）半导体泵浦激光器实验装置应注意防潮，放置于比较干燥的地方。在不使用时请将仪器上盖盖好，端盖旋紧，防止灰尘进入仪器。注意:1激光对人眼睛有伤害，注意眼睛不要直接对着光源。2激光器的电源电压上千伏，注意小心，不要触摸。课程类型：课程代码：课程总学时：实验课程性质：课程实验学时：综合性、设计性实验项目数：—个—学时适用专业：开课时间：年级—学期开课单位：撰写人：审定人：实验一、LD泵浦Nd:YV（h固体激光器的基本概念与主要参数测量一、实验目的与要求1、掌握L

4、D泵浦Nd:YV04固体激光器的基本概念与激光器的调节2、掌握连续激光器阈值概念及测量方法3、掌握连续激光器斜率效率及测量方法二、实验类型综合型三、实验原理及说明1.普通光源的发光一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）是市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來能量而从低能级跃迁到高能级，即原子被激发。激发的过稈是一个“受激吸收”过程。处在高能级（E2）的电子寿命很短（一般为ICE*〜10宀秒），在没有外界作用下会自发地向低能级（E1）跃迁，跃迁时将产

5、牛光（电磁波）辐射。辐射光子能量为hv=E2-E{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，另外未位相、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E2上的原子数密度N2,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的大小时随能级E的增加而指数减小,即N-exp（-E/kT）,这是著名的波耳兹曼分如规律。于是在上、卜两个能

6、级上的原子数密度比为NJN、ocexp[-（耳一EJ/R门式屮k为波耳兹曼常量，T为绝对温度。因为E2>E1,所以N2《N1。例如，已知氢原子基态能量为El=-13.6eV,第一激发态能量为E2=-3.4eV,在20°C时,kT^O.025eV,则NJN、ocexp（-400）«0可见，在20°C时，全部氢原子儿乎都处于基态，要使原子发光，必须外界提供能量使原子到达激发态，所以普通广义的发光是包含了受激吸收和自发辐射两个过程。一般说来，这种光源所辐射光的能量是不强的，加上向四而八方发射，更使能量分散了。1.受激辐射和

7、光的放大由量子理论知识知道，一个能级对应电子的一个能量状态。电子能量由主量子数n（n二1,2,…）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和口旋角动量s,它们都是量子化的，由相应的量子数来描述。对轨道和动量，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论來推导。量子理论告诉我们，电子。如果选择规则不满足，则跃迁的几率很小，其至接近零。在原子中可能存在这样一些能级，一旦电子从高能态向低能态跃迁

8、时只能发生在1（角动量量子数）量子数相差±1的两个状态Z间，这就是一种选择规则被激发到这种能级上时，rh于不满足跃迁的选择规则，可使它在这种能级上的寿命很长，不易发生自发跃迁到低能级上。这种能级称为亚稳态能级。但是，在外加光的诱发和刺激下口J以使其迅速跃迁到低能级，并放出光子。这种过程是被“激”出来的，故称受激辐射。受激辐射的概念是爱因斯坦于1