【正文】 圖 4 所示。然后用一個萬伏以上的脈沖高壓觸發(fā)之，使其內(nèi)部氣體電離，在燈兩電極間的電場作用下，正負離子沿相反方向做加速運動，又激發(fā)和電離其它原子，進而形成雪崩式電離。如果在石英玻璃中摻入適量的鈰，還可吸收小于 μ m 的紫外光，并能產(chǎn)生 ~ m 的熒光，可大大減小工作 物質(zhì)的熱效應，提高泵浦效率。半導體激光泵浦固體激光器是近年來發(fā)展起來的一種新型激光器件，其利用輸出波長與激光晶體的某一吸收峰對應的半導體激光作為泵浦源，具有體積小、效率高的優(yōu)點。 泵浦源系統(tǒng) 泵浦源系統(tǒng)的作用是為工作物質(zhì)達到粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布提供必要的能量，并控制激光器按使用要求正常運轉(zhuǎn)。為了保證激光器的高效穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，所用 Nd3+： YAG激光棒應具有如下特性： 光學均勻性好，無氣泡、條紋等； 兩端面的平行度誤差小于 10″，端面平面度小于 1/2 光圈； 棒的側(cè)面要打毛以利于均勻吸收泵浦光的能量和減少寄生振蕩； 兩端面鍍增透膜，以防自激振蕩的產(chǎn)生； 棒的長度與直徑之比在 10： 1~20： 1 之間選取 圖 1 Nd3+： YAG 晶體的能級結(jié)構 長沙學院激光課程設計 第 13 頁 圖 2 Nd3+： YAG 晶體在 300K 時的吸收譜 全 反 膜Y A G 棒聚 光 腔部 分 反 射 膜儲 能 電 容 器充電電源觸發(fā)電源打火線圈T電 極氙 燈水 冷 系 統(tǒng) 圖 3 長脈沖 Nd3+： YAG 激光器裝置示意圖 激光諧振腔 通常選用平行平面腔，它是由兩個鍍有干涉介質(zhì)膜層的光學玻璃片（也稱為膜片或腔鏡）組成的，其中一個腔鏡是全反射鏡，鍍 m 的全反射膜（反射率應大于 %），另一個膜片鍍對 μ m 的光有一定反射率的部分反射鏡。其中 m 的熒光譜線最強，在激光振蕩過程中由于粒子數(shù)競爭， 4F3/2→4I11/2 的躍遷幾率最大，可以抑制其它譜線的振蕩，這樣就構成了激發(fā)態(tài)→亞穩(wěn)態(tài)（激光上能級4F3/2）→激光下能級 4I11/2 的四能級系統(tǒng)。 Nd3+其余的激發(fā)態(tài)的壽命都很短，而不穩(wěn)定，迅速地無輻射躍遷到 4F3/2 上，故在亞穩(wěn)態(tài)上能夠積累更多的粒子。在常態(tài)下 4I9/2 為基態(tài)， 4F7/2+4S3/2，4F5/2+2H9/2， 4F3/2 等為激發(fā)態(tài)， Nd3+處在 4I11/2 和 4I13/2 的離子數(shù)近于零。一般 Nd3+的含量為 1%左右（即 100 個 Y3+中約有一個被 Nd3+所取代），即 Nd3+的密度約為 1020cm3。 2） 重復諧振腔調(diào)整中的必要步驟，并觀察不同位置時光斑的形狀、大小，光束的發(fā)散角、功率、縱模（使用 FP 掃描干涉儀）和增益曲線，以了解腔長、腔型和橫模、縱模、光斑直徑、發(fā)散角、功率、閾值等之間的相互關系。 2） 將 HeNe 激光器泵浦電源的電流調(diào)至最低，將功率指示器探頭置于 HeNe 激光器輸出端。如沒有，請仔細調(diào)整反射鏡上的兩個調(diào)整釘，直到有 HeNe 激光輸出為止。 打開 HeNe 激光電源，激光管亮。此時可認為毛細管基本 與 LD激光束（基準）相重合，全反射鏡與 LD 激光束垂直。在實驗過程中這個基準不應再變動。 1） 打開功率指示計的電源， LD 發(fā)出激光。 將 HeNe 激光器的高壓電源線與 HeNe 激光器的電源可靠連接。 將 HeNe 激光器及四維調(diào)整架放置在導軌的一端，布氏窗朝向?qū)к壍牧硪欢?，鎖緊滑塊上的兩個螺釘，使激光器與導軌緊固連接。氦原子作為一種輔助氣體，在將氖原子激發(fā)到高能級并實現(xiàn)兩個能級間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)起著重要作用。 八． 分析驅(qū)動功率與衍射光強波形的關系。并與實驗內(nèi)容（二）進行比較，求出聲波傳播速度。 二． 將光強分布測量系統(tǒng)置于導軌另一端 。 四． V=df/2N 五． 式中 d= 是光斑直徑， f=10MHz 為超聲波的頻率。 長沙學院激光課程設計 第 7 頁 觀察超聲駐波場的像，測量聲波的傳播速度。 ： 超聲駐波場中光衍射的實驗觀察 一． 按照圖 7 塔好光路； 二． 開啟激光電源，點亮激光器； 三． 令激光束垂直于聲光介質(zhì)的通光面入射，觀察屏上的光點，可觀察到三個光點，它們分別由透射光以及聲光介質(zhì)兩個通光面 反射并進一步經(jīng)激光器輸出鏡反射的光線形成，如圖 8 所示，當此三個光點在觀察屏上處于與聲傳播方向相同的一條直線上即可，這時可認為入射光已垂直于聲傳播方向。與普通光柵相比，其不同在于不存在不透光部分，每一部分都有光透過，但其折射率不同。 三． 通過對聲光器件衍射效率和帶寬等的測量，加深對其概念的理解。了解了氦氖激光器的結(jié)構和工作原理及其調(diào)諧技巧。 7 超聲駐波衍射光強的測量 衍射效率 7 衍射光強分布的測量 光柵常數(shù) 8 ： YAG 激光器調(diào)腔實驗 11 ： YAG 激光器調(diào) Q 實驗 17 ： YAG 激光器倍頻實驗 20 22 7 總結(jié)與體會： 25 8 注意事項： 25 參考文獻 25 長沙學院激光課程設計 第 5 頁 摘要： 在本次 課程設計中，我們做了以下幾個實驗：晶體的電光效應實驗、聲光效應實驗、YAG 激光器調(diào)腔實驗、 YAG 激光器調(diào) Q 實驗、 YAG 激光器倍頻實驗和氦氖激光器調(diào)腔及其性能研究實驗。長沙學院激光課程設計 第 1 頁 長 沙 學 院 激光原理與技術實訓 課程 設計說明書 題 目 激光原理與技術課程設計 系 (部 ) 電子與通信工程系 專業(yè) (班級 ) 10 光電信息工程 姓 名 學 號 指導教師 起止日期 2021 年 12 月 30 日 — 2021 年 1 月 6 日 長沙學院激光課程設計 第 2 頁 長沙學院課程設計鑒定表 系 (部 ):電子與通信工程系 專業(yè) : 光電信息工程 指導教師 : 劉安玲陳英 劉莉 黃利元 2021912 姓名 謝武 學號 2021041204 專業(yè) 光電信息工程 班級 二班 設計題目 激光原理與技術課程設計 指導教師 劉安玲 、 陳英 、黃利元 、劉莉 指導教師意見： 評定等級： 教師簽名： 日期： 答辯小組意見： 評定等 級： 答辯小組長簽名： 日期： 教研室意見： 教研室主任簽名： 日期： 說明 課程設計成績分“優(yōu)秀”、“良好”、“中”、“及格”、“不及格”五類； 長沙學院激光課程設計 第 3 頁 10 級激光原理與技術 課程設計任務書 系 (部 ):電子與通信工程系 專業(yè) : 光電信息工程 指導教師 : 劉安玲 陳英 劉莉 黃利元 2021912 課題名稱 激光原理與技術課程設計 設計內(nèi)容及要求 設計內(nèi)容（ 選題范圍 ） ： 一、 Nd： YAG 激光器 ： （ 1） 、 Nd： YAG 激光器調(diào)腔實驗 ； （ 2） 、 Nd： YAG 激光器調(diào) Q 實驗 ； （ 3） 、 Nd： YAG 激光器倍頻實驗 ； 二、晶體實驗： （ 1） 、晶體的電光效應實驗 ； （ 2） 、晶體的聲光效應實驗 ； 三、 氦氖激光器 ： （ 1） 、氦氖激光器調(diào)腔及其性能研究實驗。 進度安排 起止日期（或時間） 設計內(nèi)容（或預期目標） 備注 2021年 12月 29日 —2021 年 1 月 4 日 見課程設計指導書 教研室 意見 年 月 日 系（部）主管領導意見 年 月 日 長沙學院激光課程設計 第 4 頁 目錄 摘要： 5 1. 聲光效應實驗： 6 超聲駐波場中光衍射的實驗觀察 6 觀察超聲駐波場的像，測量聲波的傳播速度。熟悉了固體激光器的