氦氖激光器模式分析實驗(編輯修改稿)
2025-07-21 19:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 驗中,即認(rèn)為光最強的譜線一定是基橫模,這是不對的,而應(yīng)根據(jù)高階橫模具有高頻率來確定. 橫模頻率間隔的測量同縱模間隔一樣,因為頻譜圖上只能看到有幾個不同的,可以測出的差值,然而不同的和可對應(yīng)相同的，即簡并,在頻譜圖上則是相同的,因此要確定和各是多少,看到的應(yīng)是它全部橫模的疊加圖(即圖2中一個或幾個單一態(tài)圖形的組合).當(dāng)只有一個橫模時,或基橫模很強,掩蓋了其他的橫模,或者高階模太弱,知道了橫模的個數(shù)及彼此強度上的大致關(guān)系,就可縮小考慮的范圍,從而能準(zhǔn)確地確定出每個橫模的和。綜上所述,模式分析的內(nèi)容,就是要測量和分析出激光器所具有的縱模個數(shù)、縱模頻率間隔值、橫模個數(shù)、橫模頻率間隔值、每個模的和的階數(shù)及對應(yīng)的光斑圖形. 共焦球面掃描干涉儀： 共焦球面掃描干涉儀是一種分辨率很高的分光儀器，已成為激光技術(shù)中一種重要的測量設(shè)備。本實驗正是通過它將彼此頻率差異甚小（幾十至幾百MHZ），用眼睛和一般光譜儀器都分不清的各個不同縱模、不同橫模展現(xiàn)成頻譜圖來進(jìn)行觀測的。在本實驗中，它起著關(guān)鍵作用。 共焦球面掃描干涉儀是一個無源諧振腔，由兩塊球形凹面反射鏡構(gòu)成共焦腔，即兩塊鏡的曲率半徑和腔長相等，R1= R2=，兩塊鏡中的一塊是固定不變的，另一塊固定在可隨外加電壓而變化的壓電陶瓷環(huán)上，如圖4所示。 圖4：掃描儀內(nèi)部示意圖圖中，①為由低膨脹系數(shù)制成的間隔圈，用以保持兩球形凹面反射鏡和總是處在共焦?fàn)顟B(tài)。②為壓電陶瓷環(huán)，其特性是若在環(huán)的內(nèi)外壁上加一定數(shù)值的電壓，環(huán)的長度將隨之發(fā)生變化，而且長度的變化量與外加電壓的幅度成線性關(guān)系，這正是掃描干涉儀被用來掃描的基本條件。由于長度的變化量很小，僅為波長數(shù)量級，它不會改變腔的共焦?fàn)顟B(tài)。但是當(dāng)線性關(guān)系不好時，會給測量帶來一定誤差。 注意：共焦球面掃描干涉儀是精密儀器，一定要注意防塵、防震。實驗中要輕拿輕放，在做完實驗后要小心保管。 掃描干涉儀有兩個重要的性能參數(shù)，即自由光譜范圍和精細(xì)常數(shù)，下面對他們進(jìn)行討論。 ⑴自由光譜范圍 當(dāng)一束激光以近光軸方向射入干涉儀后，在共焦腔中經(jīng)四次反射呈形路徑,光程近似為,如圖5所示,圖5：共焦球面掃描儀
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