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单模激光器的运转和谐振腔稳定性测试

单模激光器的运转和谐振腔稳定性测试. 实验目的. 实验原理. 实验装置. 实验内容及结果. 思考练习. 1. 实验目的. 加强对光学谐振腔模式的理解。 获取在 TEM00 （横向电磁波）模式下的激光以及检验稳定的谐振腔长度。 通过了解谐振腔的特性，为以后设计和使用激光器的谐振腔打下基础。. 2. 实验原理. 激光的特性. 激光器的谐振腔. 单色性好 相干性高 方向性强 高亮度. 稳定腔 介稳腔 非稳腔. 共轴球面谐振腔的稳定性条件. 共轴球面谐振腔.

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单模激光器的运转和谐振腔稳定性测试

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Presentation Transcript

  1. 单模激光器的运转和谐振腔稳定性测试 实验目的 实验原理 实验装置 实验内容及结果 思考练习

  2. 1.实验目的 • 加强对光学谐振腔模式的理解。 • 获取在TEM00（横向电磁波）模式下的激光以及检验稳定的谐振腔长度。 • 通过了解谐振腔的特性，为以后设计和使用激光器的谐振腔打下基础。

  3. 2.实验原理 激光的特性 激光器的谐振腔 • 单色性好 • 相干性高 • 方向性强 • 高亮度 • 稳定腔 • 介稳腔 • 非稳腔

  4. 共轴球面谐振腔的稳定性条件 共轴球面谐振腔 使傍轴模(即近轴光线)在腔内往返无限多次不逸出腔外的条件，即近轴光线几何光学损耗为零 ，即

  5. 稳定条件的数学形式 • 稳定腔： • 非稳腔： • 临界腔：

  6. 光学谐振腔的模式 • 横模：谐振腔内光场（电磁场）在垂直于其传播方向Z的横向X-Y截面内存在的稳定场分布 • 纵模：在谐振腔内沿谐振腔轴线方向上的光场分布

  7. 几个低阶横模的场图

  8. 3.实验装置 单模激光器的运转和谐振腔稳定性测试实验装置 实验装置

  9. 4.实验内容及结果 1.在实验1的基础上，把RDL换成PM(PoweMeter)功率计。 2.泵浦电流调至1.300A。 3.通过IR-V转换器观察激光的输出激光光斑，使其接近圆形，并与单TEM00模式下的激光光斑相一致。 4.在TEM00模式下调节输出耦合器组件③上的螺钉a和b，将激光器输出功率调至最大值。

  10. 5.使L≈30mm以及L≈68mm,重复步骤3、4。 6.在改变腔长过程中,注意功率输出、输出光束直径与模式的结构变化。 7.保持共振器光轴不变的情况下,沿导轨轻轻移动输出镜架,观察L>68mm时的激光输出功率,当输出功率锐减时，便进入不稳定谐振区了 。

  11. 5.思考练习 • 激光器中谐振腔起什么作用？我们实验装置中的谐振腔是哪一种？ • 如何选用实验装置中的谐振腔？ • 在腔长L<30mm及L>68mm时，激光器输出功率如何变化？为什么？ • 试述激光的模式和激光的突出特性，它们之间有什么关系？ • 在本实验中如何选择激光模式？是否还有其它的选择方法？

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