NA:YAG 激光器调腔实验大连民族学院物理与材料学院

掌握固体激光器的装配和调试方法； 熟悉脉冲固体激光器的主要性能； 学会选取最佳输出耦合条件。 了解激光阈值的概念，学会测量阈值

【【实验目的实验目的 Experimental PurposExperimental Purposee 】】

激光 (Laser) ，原意是受激辐射放大所产生的光，它是英文（ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) 的缩写，激光科学从它的孕育到初创和发展，凝聚了众多科学家的创造智慧，其中美国物理学家 C.H.Townes 和 A.L.Schawlow 所做的开创性工作尤为突出 , 他们量子电子学领域中的基础研究，导致了微波激射器和激光器的发明。

【【实验原理实验原理 Experimental PrincipleExperimental Principle 】】

激光器的组成 激光器的组成 激光器的组成通常由三部分1. 工作物质2. 谐振腔3. 泵浦源

激光器的组成激光器的组成结构图

实物图

4F3/2→4I11/2 容易实现粒子数的反转，激光跃迁时谱线为 1.064μm

04/24/23 Changsha University 7Applied Physics, Electronic Applied Physics, Electronic

EngineeringEngineering

YAG固体激光器结构

全反膜

YAG棒

聚光腔部分反射膜

储能电容器

充电电源

触发电源

打火线圈

T

电极

氙灯

水冷系统

工作物质

激光谐振腔泵浦系统

• 氙灯光激发 YAG 晶体，粒子数反转分布，产生受激辐射； • 产生的光子在激光器谐振腔的作用下往返得到放大 ；• 当腔内增益能够补偿损耗时 ，可以形成激光振荡；即阈值条件

【【实验仪器实验仪器 Experimental DeviceExperimental Device 】】• YAG 晶体• 前腔镜和后腔镜• 激光电源：（含电源、 Q开关、手动快门）• 水箱• 导轨、滑块和支架• 辅助激光器• 能量计• 光阑

【【实验步骤实验步骤 Experimental StepExperimental Step 】】1. 检查所有电缆，插上电源，确定水泵及其控制线连接完好。2. 调整 He-Ne激光器俯仰使其水平。3. 使 He-Ne激光通过激光棒两个端面中心。反射光斑靠近出光口。4. 将前腔镜放在导轨上，调整使激光通过中心，调俯仰使光斑重合。5. 将后腔镜放在导轨上，调整使激光通过中心，调俯仰使光斑重合。

6. 打开激光电源的钥匙开关，检查水冷系统工作是否正常。7. 按下预燃开关，电源电压调至 700V 8. 用感光相纸在输出镜后接光斑，按快门。9. 若无激光输出，需再微调前腔镜和后腔镜（微调！）10. 在激光器输出激光后，继续微调前腔镜和后腔镜，直到打出的光斑均匀、圆整。

11.在激光器输出端放激光能量计，调整能量计位置使输出能量最大。12.减小电压至激光器刚能出光，此时的泵浦能量为阈值能量。 13.激光器输出输入曲线的测定： ① 改变激光电压，分别测 500V 、 600V 、 700V 、800V 和 900V 时的输出能量值，每个电压处测 3次并取平均值。② 绘出激光器的输入电压－输出能量曲线 。

注意事项注意事项• 本实验输出的激光为高峰值功率脉冲激光，做本实验前必须佩戴防护 1064nm激光的防护眼镜。• 任何情况下严禁直视激光光路或直视激光器的反射光路，以免激光损伤人眼。• 严禁用手直接触摸氙灯电极以及激光电源的输出线，以免触及高压放电回路造成人身伤害。