氦氖激光器调节实验

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

h??E2?E1

2受激辐射和光的放大

h?h?h?h?h?E2 E1 E2 (a) 自发辐射

E2 E2 h?E2 E1 h?E2 E1 (b) 受激吸收

受激发射 高能态原子 (c) 低能态原子双能级原子中的三种跃迁 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hυ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

通信与信息工程学院

激光器件与应用课程设计

班 级：姓 名：学 号：指导教师：设计时间：成 绩：

评 语：

电子科学与技术

1207060221

2016.1.4-2016.1.15

通信与信息工程学院

二〇一六年

氦氖激光器电源设计

1实验目的

1)熟悉激光器的基本原理和组成； 2)掌握氦氖激光器工作原理； 3)掌握气体激光器对电源的要求；

4)学会气体激光器电源的设计和制作方法； 5)完成3mW氦氖激光器放电电源的制作与调试。

2实验仪器设备

He-Ne激光器、万用表、线路板 、1N4007型二极管、0.022μF瓷片容器 10uF电解电容、1MΩ电阻、44KΩ10W碳膜电阻。

3 氦氖激光器的工作原理 3.1 氦氖激光器的基本组成

1)放电管

放电管由放电毛细管和贮气管构成，其中毛细管处于增益介质工作区，是决定激光器输出性能的关键组成部分，之所以采用毛细管结构是由氖原子的能级结构决定的。贮气管与毛细管相连，且毛细管的一端有隔板，这是为了保证放电管的工作物质总量， 使毛细管内的气体得到不断的更新，减缓了放电时毛细管内的杂质气体的增加和氦氖气压比的变化速率，延长了器件寿命。普通的氦氖激光器放电管一般用GG17

氦氖激光器的结构及原理

1．氦氖激光器的结构

氦氖（He-Ne）激光器的结构一般由放电管和光学谐振腔所组成。激光管的中心是一根毛细玻璃管，称作放电管（直径为1mm左右）；外套为储气部分（直径约45mm）；A是钨棒，作为阳极；K是钼或铝制成的圆筒，作为阴极。壳的两端贴有两块与放电管垂直并相互平行的反射镜，构成平凹谐振腔。两个镜版都镀以多层介质膜，一个是全反射镜，通常镀17层膜。交替地真空蒸氟化镁（MgF2与硫化锌（ZnS）。另一镜作为输出镜，通常镀7层或9层膜（由最佳透过率决定）。毛细管内充入总气压约为2Torr（托）的He、Ne混合气体，其混合气压比为5：1－7：1左右。内腔管结构紧凑，使用方便，所以应用比较广泛。但有时为了特殊的需要也常选用全外腔式或半外腔式。全外腔式的放电管和镜片是完全分离的，半外腔式是上两种形式的结合。外腔式和半外腔式都需要粘贴布儒斯特片，窗片法线与激光光轴有一夹角，应等于布儒斯特角θ：θ=tg-1n , K8玻璃对632.8nm激光 n=1.5159；θ=56°35＇；熔融石英 n=1.46；θ=55°36＇。因此，全外腔式和半外腔式激光器输出的光束是电矢量平行于入射面的线偏振光。

2．氦氖激光器激发机理

氦氖

2013年1月6日 激光原理论文

激光原理论文 [单模非均匀加宽氦氖激光器] 专业： [10应用物理] 学生姓名： [xxx] 学 号：xxxxxxxx 1 页 全14页 第

2013年1月6日 激光原理论文

单模非均匀加宽氦氖激光器

姓名：xxx 专业：应用物理 学号：xxxxxxx

【摘要】本文从激光的起源开始介绍，讨论了受激辐射理论，激光器的产生和发展过程。又分别讨论了氦氖激光器，实现单模的方法，以及非均匀加宽产生的机理。最后讨论了单模非均匀加宽氦氖激光器。探讨了单模非均匀加宽氦氖激光器的性能。

【关键字】 受激辐射 氦氖激光器 非均匀加宽 单模 单模非均匀加宽氦氖激光器

1、激光的起源

“激光”一词是“LASER”的意译。在我国曾被翻译成“莱塞”、“光激射器”、“光受激辐射放大器”等。1964年，钱学森院士提议取名为“激光”，既反映了“受激辐射”的科学内涵，又表明它是一种很强烈的新光源，贴切、传神而又

光纤激光器与不同激光器的比较

光纤机和YAG固体激光机及其它激光器工作原理区别

YAG激光熟称红宝石固体激光，光纤则是另外一种高端产品。 不管是YAG激光还是光纤激光焊接原理都一样，主要是发生器不一样。

光纤激光器是把泵浦物质掺入到光纤中，由半导体激光器发出的特定的波长的激光耦合后。使光纤产生激光，光纤激光的优点是模式好，利于焊接。光电转换率高可以达到二氧化碳激光（CO2)的两倍。而且在焊接的时候有优势，因为光纤激光器发出的光是1070纳米的波长 所以吸收率更高。

其半导体泵浦光纤激光器和光纤传导直接半导体管激光器系列，包括1Kw以上的单模激光器、高达50 kW的多模激光器、25 kW 调Q脉冲激光器以及高达10 kW的直接半导体激光器。

所有光纤激光器都具有性能可靠、结构紧凑、半导体泵浦源寿命长、免维护、电光转换效率最高、以及在全功率范围内，光束发散角和光束质量完全保持一致等特点。 光纤激光机可用于微电子、印刷、汽车、医疗设备、造船、航空等诸多行业，可加工材料涵盖从心脏支架和计算机存储芯片的微机械加工，直到厚管壁的深熔焊。

使用操作灵活，是光纤激光器最具革命性的特

光纤激光器与不同激光器的比较

光纤机和YAG固体激光机及其它激光器工作原理区别

YAG激光熟称红宝石固体激光，光纤则是另外一种高端产品。 不管是YAG激光还是光纤激光焊接原理都一样，主要是发生器不一样。

光纤激光器是把泵浦物质掺入到光纤中，由半导体激光器发出的特定的波长的激光耦合后。使光纤产生激光，光纤激光的优点是模式好，利于焊接。光电转换率高可以达到二氧化碳激光（CO2)的两倍。而且在焊接的时候有优势，因为光纤激光器发出的光是1070纳米的波长 所以吸收率更高。

其半导体泵浦光纤激光器和光纤传导直接半导体管激光器系列，包括1Kw以上的单模激光器、高达50 kW的多模激光器、25 kW 调Q脉冲激光器以及高达10 kW的直接半导体激光器。

所有光纤激光器都具有性能可靠、结构紧凑、半导体泵浦源寿命长、免维护、电光转换效率最高、以及在全功率范围内，光束发散角和光束质量完全保持一致等特点。 光纤激光机可用于微电子、印刷、汽车、医疗设备、造船、航空等诸多行业，可加工材料涵盖从心脏支架和计算机存储芯片的微机械加工，直到厚管壁的深熔焊。

使用操作灵活，是光纤激光器最具革命性的特

编号

湖北第二师范学院激光原理期末考试论文

红宝石激光器原理及应用

教学学院 物理与电子信息学院 届 别 2010届 专 业 物理学 学 号 1050710027 姓 名 袁亚丽 指导老师 郑秋莎 完成日期 2013.6.10

目 录

1 引用........................................................................................................ 1 2 激光与激光器........................................................................................ 3 2.1 2.2

激光...............................................................

Nd:YAG激光倍频特性

实验目的：1. 了解二次非线性光学效应 2. 了解二倍频晶体中相位匹配 实验原理： 当强光与物质作用后，表征光学的许多参量如折射率、吸收系数、散射截面等不再是常数，而是一个与入射光有关的变量，相应也出现了在线性光学中观察不到的许多新的光学现象，非线性光学的产生与研究大大加深了我们对光与物质相互作用本质的认识，同时也具有极其重要的实用价值。 1. 光学倍频 光学倍频又称二次谐波，指在非线性介质中传播频率为ν的激光，其中一部分能量转换到频率为2ν的光波中去，使在介质中传播的有频率为ν和2ν两种光波。 从量化概念来说，这相当于两个光子在非线性介质内发生湮灭，并产生倍频光子的现象。在倍频过程中满足能量守恒何动量守恒定律。 2. 二次谐波的效率

由基波的能量（功率）转换成二次谐波的能量（功率）的比值，反映了介质的二次谐波效率，为：

??I2?I?

常用二次谐波非线性材料有KDP倍频晶体和KTP倍频晶体等。KTP晶体性能优于KDP晶体，非线性系数是后者的15倍，光损伤阈值也高（大于400mW/cm2）。 3. 相位匹配

相位匹配物理实质是：基频光在晶体中沿途各点激发的倍频光，在出射面产生干涉，只有相位匹配时才可干涉

声光调制锁模激光器讲义

近代光学信息处理和光通讯系列实验讲义 声光调制锁模激光器实验

声光调制锁模激光器

实验讲义

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声光调制锁模激光器讲义

近代光学信息处理和光通讯系列实验讲义 声光调制锁模激光器实验

声光调制锁模激光器

在激光器中利用锁模技术可得到持续时间短到皮秒（ps=10-12S）量级的强短脉冲激光。80年代后期利用碰撞锁模技术可获得持续时间短到飞秒（fs=10-15S）量级的超短脉冲。极强的超短脉冲光源大大促进了非线性光学，时间分辨激光光谱学、等离子体物理等学科的发展。

本实验的目的：

（1） 学习和掌握激光锁模和声光调制原理。

（2） 掌握锁模激光器结构特点及调试方法。

（3） 观察腔长变化及调制深度对输出光脉冲的影响。

一、 锁模激光器原理

本实验是在He-Ne激光器的腔内插入声光损耗调制器来实现对633nm激光锁模的。He-Ne激光介质的增益特性属非均匀增宽类型，如果激光器的腔长不太短，就会出现多个激光纵模振荡（本实验只讨论基横模情况）。相邻纵模的圆频率差为 c q 1 q 2 ,

Nd:YAG激光倍频特性

实验目的：1. 了解二次非线性光学效应 2. 了解二倍频晶体中相位匹配 实验原理： 当强光与物质作用后，表征光学的许多参量如折射率、吸收系数、散射截面等不再是常数，而是一个与入射光有关的变量，相应也出现了在线性光学中观察不到的许多新的光学现象，非线性光学的产生与研究大大加深了我们对光与物质相互作用本质的认识，同时也具有极其重要的实用价值。 1. 光学倍频 光学倍频又称二次谐波，指在非线性介质中传播频率为ν的激光，其中一部分能量转换到频率为2ν的光波中去，使在介质中传播的有频率为ν和2ν两种光波。 从量化概念来说，这相当于两个光子在非线性介质内发生湮灭，并产生倍频光子的现象。在倍频过程中满足能量守恒何动量守恒定律。 2. 二次谐波的效率

由基波的能量（功率）转换成二次谐波的能量（功率）的比值，反映了介质的二次谐波效率，为：

??I2?I?

常用二次谐波非线性材料有KDP倍频晶体和KTP倍频晶体等。KTP晶体性能优于KDP晶体，非线性系数是后者的15倍，光损伤阈值也高（大于400mW/cm2）。 3. 相位匹配

相位匹配物理实质是：基频光在晶体中沿途各点激发的倍频光，在出射面产生干涉，只有相位匹配时才可干涉