连续-脉冲-532nm绿激光器教学实验系统 激光器的结构 - 仪器规格与

连续-脉冲-532nm 绿激光器教学实验系统

激光器的结构

仪器规格与配置

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连续输出功率：30mW ●

调制频率：0－100kHz Q 开关超声波频率：70MHz ● 配置：激光头、激光器驱动器、Q 开关驱动器

教学实验内容：

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连续绿激光实验： ●

谐振腔调整；横模观察；输出功率及其稳定性测量；纵模测试。 ●

脉冲绿激光器实验： ● 谐振腔调整；横模观察；激光脉冲频率和宽度测量；平均功率、峰值功率、脉冲能量及其稳定性测量；

最佳工作条件的确定。

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连续和脉冲激光倍频效率的比较。 ●

喇曼衍射实验：衍射光斑、衍射角、衍射效率。 ●

声光Q 开关实验 ● 超声载波、调制信号和已调制超声载波测量（波形、频率和幅度）

教学实验操作：

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连续绿激光实验： ●

谐振腔调整 ●

以Ne-Ne 激光光束作为准直工具，进行激光谐振腔的调整，得到绿激光输出。具体步骤如下： ●

连接激光器与其驱动器，连接声光Q 开关与其驱动器，暂不加电； ●

从激光器底座上卸下反射镜和Q 开关； ● 调整绿激光器和He-Ne 激光器的相对位置，使HeNe 激光束·垂直入射到倍频晶体KTP 的中心，并使此

光束按原方向返回；

532nm 激光器驱动器

Q 开关驱动器 532nm 绿激光器

●固定绿激光器和He-Ne激光器的相对位置；

●把反射镜安装到激光器底板上，粗调它的位置和方位，使它和HeNe激光束垂直。此平凹反射镜有一大

一小两个反射光斑；使大光斑和入射光束同心，并使小光斑尽量和入射光束接近（同心最好）；

●按激光器驱动器使用要求，接通激光器驱动器，并使LD在适当的电流下工作；此时应当看到有绿激光

输出；如果没有激光输出，可以微调反射镜的角度（在小范围内扫描），直到有绿激光输出；

●微调反射镜角度，使输出绿激光最强。

●纵模测试

A. 此项测量需要珐布里－珀罗（F－P）共焦球面扫描干涉仪（这是理工大学教学实验室的基本实验和

必备仪器）；

B. 按珐布里－珀罗（F－P）共焦球面扫描干涉仪的要求，把输出绿激光束透射到此干涉仪中，用光电

接收器接收通过干涉仪的光，可以得到此绿激光器的纵模情况，包括此激光束中有几个纵模（是否是单纵模激光器），各条谱线的光谱宽度，它们的相对强度，及此光束中有无高阶横模等情况；研究激光谐振腔及抽运强度对激光横模与纵模的影响；

●横模观察

A. 改变反射镜的角度，可以改变绿激光的横模；可以观察激光横模的变化，演示基横模与高阶横模的

光强分布；

B. 把绿激光束（光不要太强）透射到较远的屏上，观察激光横模；（如有光束质量分析仪，可以得到更

精确的结果）；

●输出功率及其稳定性测量

A. 此项测量需要激光功率计

B. 把输出激光束透射到激光功率计内，即可测量绿激光的功率及其稳定性；

C. 改变激光器工作电流，可以得到激光器输出功率和驱动电流对应关系的曲线；

D. 固定激光器工作电流，在激光器达到平衡后（一般需要15分钟），记录其输出功率的变化，得到其

输出功率稳定性；

脉冲绿激光器实验：

●谐振腔调整

A. 按前述方法调出连续绿激光并使其是基横模并且功率最大；

B. 把声光Q开关放入激光谐振腔内，细心微调它的位置和方位，直到有绿激光输出，并使输出光最强；

C. 使声光Q开关驱动器工作，此时微调声光Q开关的角度（有时需要配合微调反射镜的角度），使得输

出绿激光是基横模输出，并且光强最大；

●横模观察：同连续绿激光的观察；

●激光脉冲频率和宽度测量

A. 此项需要光电接收器和示波器

B. 连接光电接收器和示波器，并使它们开始工作；

C. 把光电接收器对准绿激光器输出光束，此时在示波器上可以看到脉冲绿激光的波形、频率/周期、脉

冲宽度及激光脉冲的稳定性等；

●平均功率、峰值功率、脉冲能量及其稳定性测量

A. 用功率计测量输出绿激光的平均功率，用示波器测量脉冲绿激光的重复频率和脉冲宽度，从而得到

绿激光器的平均功率、峰值功率、单脉冲能量；

B. 测量平均功率的稳定性，可以计算得到绿激光器的平均峰值功率稳定性、平均单脉冲能量稳定性；

C. 从示波器的波形上可以得到激光脉冲峰值功率的不稳定性；

●脉冲激光的峰值功率、平均功率、脉冲宽度和抽运功率等参数之间的关系；

A. 单独或同时改变激光器的抽运功率、重复频率，可以得到这些参数之间的关系；

●最佳工作条件的确定

A. 根据需要，可以改变激光器的抽运功率、脉冲频率等参数，以得到最大平均输出功率，或最高单脉

冲能量等。

●连续和脉冲激光倍频效率的比较

A. 改变激光器抽运功率、声光Q开关的工作频率等参数，将导致脉冲绿激光的平均功率、峰值功率、

倍频效率的改变；从而影响与连续绿激光器倍频效率进行对比；

衍射实验

此项实验可以用绿激光器进行，也可以用He-Ne激光器进行；测量衍射效率时，需要激光功率计；

具体操作：

●按前法调出绿激光；

●使此激光束垂直通过声光Q开关工作介质的中部，然后使声光Q开关驱动器工作，在声光Q开关后的屏

上可以看到透射光斑和衍射光斑；仔细调整声光Q开关的位置和角度，可以观察到相对于透射光斑对称和不对称的、或强或弱的各级衍射光斑，也可以得到最大的衍射效率及相应的位置；

●通过简单的几何测量，可以得到衍射角等有关衍射的参量；

●通过功率测量，可以得到衍射效率等参量；

调制信号、超声载波和已调制超声载波测量（波形、频率和幅度）

●此项测量需要高频示波器

●具体作法：

A. 用同轴电缆连接声光Q开关驱动器的控制信号输入端的Q9插座和示波器，可以在示波器上观察和测

量控制信号的波形、重复频率、脉冲宽度、幅度和占空比等；

B. 用同轴电缆连接声光Q开关驱动器的输出端的Q9插座（和输出到声光Q开关并联）和示波器，可以

在示波器上观察和测量声光Q开关输出波形（70MHz超声波正弦信号和调制后的波形）。

C. 声光Q开关驱动器上控制线路板4路开关说明：

D. 1＃、2＃和3＃只能分别单独接通一个，容许同时接通：

1＃：接通时，用内部方波信号控制Q开关工作；

2＃：接通时，用（计算机）TTL电平控制Q开关（接在com点） 3＃：接通时，用手动触发控制Q开关工作；（接在tap点）

4＃：接通5VDC电源，控制板工作。