固体激光原理与技术综合实验

固体激光原理与技术综合实验

一、实验目的

1.掌握半导体泵浦固体激光器的工作原理和调试方法；

2.掌握固体激光器被动调Q的工作原理，进行调Q脉冲的测量；

3.了解固体激光器倍频的基本原理。

二、实验仪器

固体激光器实验箱（内含808nm泵浦源、耦合透镜、激光晶体、倍频晶体、调Q晶体、输出镜、导轨、功率计、防护眼镜、）、示波器

三、实验内容

1．808nm半导体泵浦源的I-P曲线测量

①将808nm泵浦源固定于导轨的右端，将功率计探头放置于其前端出光口并靠近。

②调节功率计调零旋钮，使读数归零。

③调节工作电流从零到最大，依次记录对应的电源电流示数I和功率计读数P，并且画出I-P曲线图。

④将半导体泵浦光源的电流调回至最小。

2．1064nm固体激光谐振腔涉及调整

①将650nm指示激光器固定在导轨左端，调节旋钮，使之照射到有段泵浦光源的中心。

②将耦合镜组放置在光源左边并靠近，调节旋钮，使指示激光束照射到耦合镜组中心，且反射的指示激光束返回到出光口。

③将激光晶体放置在耦合镜组前，调节前后位置，使泵浦光源的聚焦点能够打在晶体中间，再调节旋钮，使反射的指示激光束返回到出光口。

④将1064nm的激光输出镜放置在激光晶体前，镀膜面朝向晶体，距离为50mm左右。调节旋钮，使反射的指示激光束返回到出光口。慢慢调高泵浦光功率至800mA时，使用红外显示卡观察是否可以看到1064nm的激光点。如果没有，微调输出镜的俯仰旋钮，直至出光，关闭指示激光。

3．1064nm固体激光器模式观测及调整

①固定一个输出镜和腔长，将功率计放置在导轨左端，使激光点打到功率计中心。

②观察功率计读数，通过调整输出镜、激光晶体、耦合镜组的旋钮和激光晶体的前后，使功率计示数最高，确保激光谐振腔此时处于相对最佳状态。

③调节工作电流从阈值到最大，依次记录对应的电源电流示数I 和功率计读数P，填入下表。

④根据实验1的测试数据，拟合出1064nm固体激光输出的I-P

转化效率和P-P转换效率曲线，并研究阈值条件。

⑤改变腔长或输出镜，重复测试数据并进行比较，探究谐振腔的改变对激光出光功率、转换效率、阈值条件等各项指标的影响。

4．固体激光器倍频效应观察研究

①在调整好的1064nm激光器谐振腔中插入倍频晶体，通过微调倍频晶体，观察532nm绿光亮度的变化，直至最亮。

②用防护眼镜的不同镜片观察1064nm和532nm激光输出。5．固体激光被动调Q测量及研究

①将倍频晶体换成被动调Q晶体，将半导体泵浦光源的电源旋钮调节到1A左右，微调晶体，直至在红外显示卡上看到激光点。

②测量1064nm固体激光的调Q输出功率与泵浦光源、基础激光的关系数据，填入下列表格。

③改变腔长或输出镜，重复测试数据并进行比较，研究对比所测参数的变化。

④将功率计更换为示波器探头，接收调Q输出光，从示波器读取调Q脉冲信号的脉宽及重复频率，填入下列表格。