实验一He-Ne激光器的调试实验
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实验一He-Ne激光器的调试实验
实验一 He-Ne激光器的调试实验
一、实验目的：
1、了解氦氖激光器的基本结构。
2、掌握氦氖激光器的工作原理。
3、学会用各种方法进行激光器的调节。
二、实验原理：
从1960年代激光器问世以来，各种类型的激光器相继研制成功，并因它所具有的独特的性能一一高亮度、良好的方向性，单色性，相干性被广泛应用_工业、农业、国防、计量、医疗等行业。其中气体激光器是目前种类最多，应用最广泛的一类激光器。而氦氖激光器又在气体激光器中最具有代表性,它制作容易, 运作可靠，所以我们就以氦氖激光器为典型实例进行结构分析和实验。
激光器一般具有三个组成部分：工作物质（增益介质),谐振腔（光学共振腔)，激励能源。
氦氖激光器的工作物质为纯度大于99.99%的氦气和氖气。其中氖气是能激发出激光的气体，而氦气则是提供光放大条件（产生粒子数反转）的气体。他们按一定的比例，一定的压强充入用玻璃制作的放电管内。为了提髙能量使气体点燃，在其上面安装阳极和阴极。谐振腔主要由腔体、反射镜、毛细管构成，他们的组合，共同保证光在腔体内振荡放大，最终获得激光输出其技术要求是:毛细管（放电管）的直度，两个反射镜的平行度和反射镜片与毛细管的垂直度。毛细管不仅直度要求严格，其内径尺寸也有特殊要求。反射镜共有两片，其一片是全反的凹面镜，反射率优于 99.85%；另一片是一定透过率的平面镜，反射率约98.5%。、
氦氖激光器的激励能源一般是直流髙压电，称之为氦氖激光器电源。它将使用220V交流电变换成直流高压，并根据气体放电的特点，实现高压电的正常运转。氦氖激光器的电参数是：启辉（点燃）电压，工作电压和最佳工作电流。启辉电压高于工作电压，实验用的激光器的启辉电压为4500V,工作电压约1200V, 最佳工作电流约5mA.
调整方法：
对激光器进行调整，实际就是有针对性地调整其毛细管直度、两个反射镜之间的平行度、毛细管与反射镜的垂直度（以下简称直度、平行度、垂直度), 使激光器处于最佳状态，获得满意的性能指标。以下介绍几种方法
(1)十字光靶法；
(2)扫描法；
(3)跟踪法；
(4)激光准直法；
三、实验内容:
1、按照实物和结构示意图认识激光器的三大组成部分。
2、开启激光器电源，使毛细管中的气体点燃，如谐振腔是正常状态，则有激光输出。
3、调节一端的反射镜旋钮，使之失调，即两个反射镜的平行度遭到破坏，则光不能在介质中来回反射放大，不能产生激光。
4、釆用激光准直法的步骤调失调激光器，使之出光。
5、利用激光功率计继续统调调节，使氦氖激光器的输出功率最大。
四、实验感悟：
1、在激光器调整实验中，如果毛细管出口处的光斑始终不能调节到满意的状态，那么可以将激光器的四个支撑脚全部调成一样的高度，再重新放回光路中。此时如果没有理想的光斑出现，不要调节四个支撑脚的高度，而是应该检查激光器是否左右歪斜。
2、调节后腔镜时需要非常小心地拧动螺钉，直到出现光斑闪烁的现象。闪烁现象越明显之后出激光的功率将越大。
3、调节激光功率到最大时，每次只旋动一个旋钮，否则可能会把激光调没了。
