專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三聲光調(diào)制鎖模激光器講義-資料下載頁
2025-04-16 12:51本頁面
【正文】 儀，接普通示波器觀察激光縱模頻率譜；Lˊ為鎖模激光腔的幾何長度。聲光調(diào)制器數(shù)據(jù)：圖9 實(shí)驗(yàn)裝置簡圖聲光介質(zhì)材料用熔石英，折射率n＝，聲速V＝5960m/s，長度l＝17mm。為了減小調(diào)制器在腔內(nèi)的插入損耗，聲光介質(zhì)的入射和出射界面加工成布儒斯特角的形狀，如圖10所示。θb為布儒斯特角，圖中還給出光程和幾何程的關(guān)系。圖10 調(diào)制器光路 圖11 激光管窗片光路聲光優(yōu)值M2＝1015s3/kg，超聲頻率Ω/2π＝，波長Λ＝，特征長度l039mm，本實(shí)驗(yàn)用的聲光器件長度偏長，在正入射時(shí)仍有多級對稱衍射出現(xiàn)。換能器面積hl＝438mm2。根據(jù)調(diào)制器的頻率Ω，可算出激光腔內(nèi)所需光程長度 (34)由于激光腔內(nèi)存在折射率大于1的聲光介質(zhì)和布儒斯特窗片，所以腔的光程長度L比集合長度Lˊ長。圖11給出激光管窗片的光程和幾何程的關(guān)系。窗片的材料為熔石英，折射率n＝，厚度d＝2mm。根據(jù)圖10和圖11所示的三角形關(guān)系，可分別算出兩個(gè)圖的光程和幾何程差Δ，圖中θB＝arctan(1/n)是介質(zhì)內(nèi)的布儒斯特角。已知θa+θˊb=π/2。由幾何關(guān)系可得和，因此不難得到激光腔的實(shí)際幾何長度 (35) 實(shí)驗(yàn)步驟（1） 先在腔鏡M1和M2之間調(diào)出633nm，并使輸出光強(qiáng)達(dá)到最大，調(diào)節(jié)方法參看“氦氖多譜線激光器”實(shí)驗(yàn)的有關(guān)章節(jié)。（2） 用M3鏡輸出的激光束調(diào)節(jié)聲光調(diào)制器的方位，使光束以布儒斯特角入射并通過聲光介質(zhì)的中部。取下M3鏡，使通過調(diào)制器的光束透射在光屏上。（3） 在調(diào)制器上逐步加上電功率，觀察拉曼—奈斯衍射現(xiàn)象，在正常情況下在光屏上能觀察到0級、177。1級、177。2級衍射光。若衍射光強(qiáng)不對稱，可調(diào)節(jié)調(diào)制器支架下兩個(gè)正交的調(diào)平螺絲，測出0級光束的衍射效率（或調(diào)制度）與電功率的關(guān)系曲線。（4） 使調(diào)制器上的電功率降到0，按幾何腔長Lˊ放置M1和M2鏡，并使M2鏡盡量靠近聲光調(diào)制器。用M3鏡輸出的激光調(diào)節(jié)M2鏡，使光束沿原路返回。這時(shí)在M2鏡上能看到光斑增強(qiáng)并伴有強(qiáng)度閃爍變化。取下M3鏡，在M1和M2之間即可形成激光振蕩。細(xì)調(diào)MM2鏡架上的螺絲使輸出功率最大。（5） 在調(diào)制器上加上適當(dāng)?shù)碾姽β?，通常激光功率?huì)下降，再細(xì)調(diào)M1，M2鏡架上的螺絲，盡可能使激光功率增強(qiáng)，如果腔長合適，這時(shí)激光腔內(nèi)可能已形成了鎖模振蕩。 觀察與測量圖12 633nm激光鎖模頻率譜（1） 用接收器D1觀察鎖模激光脈沖序列。在幾何腔長值附近改變腔長，小心地移動(dòng)M1鏡，觀察鎖模脈沖的變化，找出最佳鎖模腔長位置，并得出鎖模激光器對腔長調(diào)節(jié)精度的要求。測量脈沖周期及脈沖寬度，并與理論做比較，分析誤差原因。（2） 用掃描干涉儀觀察激光器輸出縱模頻譜，并比較鎖模前后頻譜的變化（縱模個(gè)數(shù)，強(qiáng)度及穩(wěn)定性），有關(guān)掃描干涉儀的性能和使用方法請參看實(shí)驗(yàn)“HeNe激光器的模式分析”的有關(guān)章節(jié)。圖12給出在本實(shí)驗(yàn)裝置中實(shí)現(xiàn)鎖模后，用掃描干涉儀系統(tǒng)獲得的激光鎖模頻率譜，鎖住約30個(gè)縱模。（3） 改變聲光調(diào)制器上的輸入電功率，觀察鎖模狀態(tài)的影響，找出最佳鎖模電功率及響應(yīng)的聲功率和零級衍射調(diào)制度。11
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