柱形微腔激光器的制作与调试

柱形微腔激光器的制作与调试

一、实验目的

（1）了解柱形微腔的制作方法。

（2）了解柱形微腔激光器的构造及工作原理。

（3）了解Y AG激光器的操作流程

（4）掌握柱形微腔激光的调试方法。

二、实验原理

（1）柱形微腔激光器的构造

L

图1 柱形微腔激光器的构造。P：偏振片；L：透镜；F：石英光纤；D：玻璃套

管；Y AG laser：Y AG激光器。

（2）柱形微腔激光器的工作原理

激光器一般由激励源、谐振腔和工作物质三部分构成，对于柱形微腔激光器，其激励源为YAG激光器的532nm脉冲激光，工作物质为罗丹明6G乙醇溶液，谐振腔是直径为300μm的石英光纤（如图1所示）。

如图1所示，YAG激光器发出的532nm脉冲激光经两块偏振片后由耦合透镜将光束聚焦到光纤端面，脉冲激光沿光纤轴向进入光纤，在光纤内以全反射方

式向前传播。激励激光到达处于染料溶液区域的光纤中时，其消逝场激发染料溶液的增益，增益被光纤中回音壁模式的消逝场耦合进入光纤中，这样染料荧光就在该模式的支持下形成受激辐射放大，最终沿垂直于光纤轴线的方向形成激光辐射。

三、实验内容

（1）利用光纤制作柱形微腔。

（2）配制罗丹明6G乙醇溶液。

（3）根据图1所示的光路装配柱形微腔激光器。

（4）调试柱形微腔激光器，最终看到回音壁模式激光辐射。

四、实验步骤

（1）制作柱形微腔

将直径为300μm的光纤包层去除，用光纤刀处理光纤端面，在显微镜下观察端面要光滑平整。之后用乙醇清洁光纤表面，完成柱形微腔的制作。

（2）配制30ml浓度为3×10－3mol/L的罗丹明6G乙醇溶液

计算出所需的罗丹明6G固体染料的质量，用电子天平称量后将其放入30ml乙醇溶液中充分溶解。

（3）将光纤放入光路中，并在光纤和玻璃套管中注入配制好的染料溶液。

（4）开启YAG激光器，具体步骤如下：打开激光器出光口的盖板，开启电源控制器的钥匙开关（将钥匙旋转至ON位置），按下预燃开关

（SIMMER键），约1分钟后按下工作开关（WORK键），按下调Q

开关（Q－SW为ON），调节注入电压为490V。这时激光器的出光

口会有532nm的脉冲激光（绿色）输出。

（5）调整耦合透镜的位置，让聚焦后的激励激光光斑位于光纤端面处。让激光沿光纤轴向进入光纤中。

（6）调整两块偏振片通光方向之间的夹角，以获得相应的激励能量，同时进一步微调耦合透镜的位置（上下、左右），在垂直于光纤轴线的方

向观察回音壁模式激光辐射。

（7）实验结束后关闭Y AG激光器，步骤与（4）中相反。先减小注入电压，再依次关闭相关开关，最后盖起激光器出光口的盖板。