XP-04 氦氖激光器

基于氦氖混合氣的激光應(yīng)用*由javan等人于1961年公開展示。如今他們zui初的主要應(yīng)用已經(jīng)被價格更加低廉的可視半導(dǎo)體激光器所替代。然而在高精度的干涉測量任務(wù)中，他們?nèi)匀槐皇褂谩?/SPAN>

其中一個重要的應(yīng)用是用于飛機(jī)或?qū)Ш降募す馔勇荨?/SPAN>

另外，氦氖激光器還可以被用于介紹激光的概念從而被廣泛應(yīng)用于激光領(lǐng)域的初學(xué)者課堂上。

通常氦氖激光器是學(xué)生接受激光科技領(lǐng)域培訓(xùn)時碰到的*種激光器。因此當(dāng)開展此類實驗時需要傳輸多個實踐方面。在成功初始調(diào)節(jié)后觀察到的激光震蕩無疑是該實驗難忘體驗。

并且，611nm譜線（橙色）的選擇將會增強(qiáng)該體驗。另外，系列的定量檢測會被學(xué)習(xí)。

為了展示該激光運(yùn)行過程，使用了基于帶有布魯斯特窗口（2）氦氖管的開放式激光實驗激光器。通過所提供的電源（1）可以調(diào)節(jié)放電電流以測量對于激光運(yùn)行的影響。

光學(xué)諧振器或諧振腔由兩個安裝在高精度調(diào)節(jié)支架（3）、（4）上且具有不同曲率半徑的可替換的反射鏡組成。

為了便于調(diào)節(jié)，初始時固定了導(dǎo)頻激光器作為對齊目標(biāo)。通過所提供的交叉發(fā)靶，導(dǎo)頻激光器對齊至裝置的光學(xué)軸線。激光管被安裝在XY調(diào)節(jié)器上從而使得該管與導(dǎo)頻激光器對齊。zui后，反射鏡與導(dǎo)頻激光器的光束對齊。

使用雙折射濾光器或李卓夫棱鏡來選擇特定波長。通過安置在諧振腔內(nèi)的校準(zhǔn)器，激光器進(jìn)入單模式運(yùn)行。

光電檢測器（8）和碟用激光器（6）以及必要的裝置和調(diào)整器被設(shè)置在1米長的光學(xué)導(dǎo)軌（10）上。

• 基本設(shè)置

利用基本設(shè)置將會理解激光諧振器。通過提供的導(dǎo)頻激光器，初始校準(zhǔn)會變得容易且具可重復(fù)性。

通過改變諧振腔鏡彼此間相對的距離，可以驗證光學(xué)穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)并且確定*的輸出功率。通過簡單的游標(biāo)卡尺可以測量內(nèi)腔光束的直徑。當(dāng)學(xué)習(xí)了激發(fā)機(jī)制以及相應(yīng)的能級體系之后就可以實現(xiàn)氦氖激光器在不同波長下的運(yùn)行。

• 基于譜線選擇的李卓夫棱鏡設(shè)置

通過將內(nèi)腔的平面鏡替換為李卓夫棱鏡，不同波長的選擇成為可能。通過分光棱鏡或者使用雙折射濾光器可以實現(xiàn)波長的選擇。

XP-05 半導(dǎo)體激光器

• 光強(qiáng)空間分布

通過上述設(shè)置，測量激光二極管的光束幾何形狀。使用了組件A（帶兩軸旋轉(zhuǎn)平臺的激光二極管）以及光電探測器（組件G）。

激光二極管能夠圍繞或者垂直于其光學(xué)軸線轉(zhuǎn)動。

• 光譜性質(zhì)

激光二極管的波長由其諧振器的zui大增益和光學(xué)長度所確定，而該增益以及光學(xué)長度反過來又取決于由注入電流所決定的諧振器內(nèi)部的溫度和光密度。本實例的目的就是要測量這些關(guān)系。為了確定波長，使用了所熟知的能夠受激吸收躍遷的Nd:YAG棒。具有3mm直徑以及5mm長度的Nd:YAG棒被安裝至組件E中。借助于組件B，激光二極管的光束聚焦至Nd:YAG棒。通過激光二極管的不同溫度確定zui大吸收。

• 偏振化性質(zhì)

在上述裝置的基礎(chǔ)上添加組件F。該組件由內(nèi)部安裝有偏振片的轉(zhuǎn)子構(gòu)成，轉(zhuǎn)子帶有轉(zhuǎn)動以及讀取偏振片角位置的刻度。為了使分析儀獲取精確的偏振化狀態(tài)，通過包含有聚焦光學(xué)器件的組件B對激光二極管的光進(jìn)行準(zhǔn)直。光束的平行度由紅外屏來檢查，并且通過組件B與二極管的距離進(jìn)行調(diào)整。借此，使偏振化分析儀調(diào)至獲取充足信號的位置。改變注入電流進(jìn)而測量偏振光的強(qiáng)度。

• 光束成形

從上述測量實例可知，激光二極管的發(fā)射光束除了具有顯著的散光外，還展現(xiàn)了近乎很強(qiáng)的發(fā)散性。因此在本實例中設(shè)置了不同的透鏡以矯正光束。如果缺乏用于消除光束偏差的光學(xué)器件，激光二極管的使用將會非常有限。只有將光轉(zhuǎn)變?yōu)槠谕男螤顣r，激光二極管的應(yīng)用才會變得成功。為此，在本實例中使用了三個不同光學(xué)元件：

組件B   顯微鏡物鏡   f=8.2mm

組件C   柱狀透鏡   f=20mm

組件D   柱狀透鏡   f=80mm

技術(shù)配置