氦氖激光器系列实验一
氦氖激光器系列实验
实验一：氦氖激光束光斑大小和发散角
实验目的：1. 掌握测量激光束光斑大小和发散角的方法
2.深入理解基模激光束横向光场高斯分布的特性及激光束发散角
的意义
实验仪器：氦氖激光器，光功率指示仪，硅光电池接收器，狭缝，微动位移平
台
实验原理：激光束的发散角和横向光斑大小是激光应用中的两个重要参数。
图1 基模激光束在空间的传播
1. 激光器发出的基模激光束在空间的传播如图1所示，光束横截面最细处为
束腰，坐标原点选在束腰截面的中点，z是传播方向，距束腰为z处的光斑
半径w(z)
1/2
2
0
2
0
1zwzww
上式改写成双曲线方程：
2
2
2
00
1/wzzww
双曲线渐近线的夹角θ为激光束的发散角，则
0
22limzwz
zw
如何测量w(z), θ(z)?
w(z)： 方法一：测出z，算出w0,可知w(z)
方法二：根据光斑半径定义测量.
θ(z )： 方法一：算出w0，可求θ(z)
方法二：测出离束腰很远的z和光斑大小w(z)，算出θ(z)
本实验要求分别用两种方法计算出结果进行比较。
2. 激光束横向光场分布
激光沿z轴传播，基模高斯光束分布的形式：
2
2
2
arctan200,,()rzrikzRfwzCExyzeewz
则基模振幅：
2
2
00
,()rwzCErzewz
光斑半径w(z)定义：振幅下降到1/e的点离中心的距离。
实际测量中，只能测得光束横向光强分布，光强正比于振幅的平方
2
2
22200002,,()r
wz
C
IrzErzewz
所以，光束半径w(z)也可定义为中心光强e-2倍的点离中心的距离。在光束
半径w(z)范围内集中了86.5%的总功率。
3 实验装置
氦氖激光器：
输出波长632.8nm；平凹型半外腔：后腔镜R1=1m,前腔镜R2=∞；
管长：l=270mm.
束腰处的光斑半径为
1/4
1/2
1
0
1RLwL
因为
R2=∞，所以束腰位置在谐振腔输出平面镜R2的位置，即坐标原点在
R2的位置。测量时，要求z达到3-5米。为了缩短测量装置的长度，采用
平面镜折返光路。
实验装置图：
实验装置如上图所示，氦氖激光器输出的激光经45度平面反射镜和三脚架
上的平面镜反射入射到狭缝上面。测量狭缝连同其后面的硅光电池作为一个整
狭缝横向扫描光斑
氦氖激光器
三脚架
光功率计
狭缝
l
R1=1m
R2=∞
L
45度平面反射镜
体沿光束直径方向作横向扫描。和硅光电池连接的反射式检流计（光功率计）
测出激光束横向每个位置的光强。根据测得的激光束光强横向分布曲线，求出
光强下降到最大光强e-2倍处的光束半径w(z).根据2wzz，算出光速发散角
θ(z)。
实验步骤：
1. 测量前的准备
（1）调整光轴，使各元件的光轴在同一水平线上。（调准直）
a. 打开校准激光器，在轨道上放置小孔，调整激光器的螺丝，当小孔在近
处时，让光通过小孔，当小孔在远处时，光也可以通过。多次调节，让
光能始终通过小孔，说明校准激光器光轴已水平。
b. 放置反射镜R2，调整R2，使R2反射的光也可以通过小孔，说明R2光
轴也水平，镜R2与光学平台垂直。
c. 调整氦氖激光器，使其后反射镜反射的光也可以通过小孔
（2）产生激光，连接各元件
a. 打开氦氖激光器电源，调整激光器的输出镜R2的位置，使其产生激光
振荡。找到输出激光能量最大的位置，固定R2。
b. 摆好光路其它各部件。（45度反射镜，平面镜三脚架，狭缝，硅光电池）
c. 调整标尺及平面反射镜使激光束照亮测量狭缝，取z值约3-5m.
d. 狭缝宽度是光斑大小的1/10以下，接好光功率指示仪，光功率指示仪调
零。
2. 光强横向分布的测量
（1）移动微调平台，使狭缝和硅电池接受器同时扫过光束，移动的方向与光
传播方向垂直。
（2）每隔0.1mm~0.2mm，记录光功率指示仪的值，重复测量三次，进行激光
束的光强横向分布测量。
（3）测量z，腔长L。
3. 光斑半径w(z)及发散角θ的确定
（1）做出光功率指示仪跟测量位移之间的变化曲线，由曲线求出光斑半径w(z).
三次测量，画出三条曲线，求出三个w(z)值。然后三个值求平均。
（2）
根据2wzz，算出θ值。
（3）根据公式1/41/2101RLwL，算出w0。然后根据
0
22limzwz
zw
，
1/2
2
0
2
0
1zwzww
，算出w(z)和θ，并与前面的测量值进行比较。
注意事项：
1. 爱护各实验元件，轻拿轻放。
2. 光学元件各镜头不要用手摸，特别是平面镜镜头。
11 实验十一 He-Ne激光器实验
择仪器安装场地时应注意以下几点：
1. 环境温度 20±5℃ 2. 净化湿度 < 65% 3. 无强振动源、无强电磁场干扰。 4. 室内保持清洁、无腐蚀性气体。 5. 仪器应放置在坚固的平台上。 6. 仪器放置处不可长时间受阳光照射。 7. 室内应具稳压电源装置对仪器供电，装有地线，保证仪器接地良好。
E2
hν
hν
EE1 2
E2 EE1 2
(a) 自发辐射
hν
hν
hν
高能态原子 (c) 低受能激态发原射子
(b) 受激吸收 E2
EE1 2
双能级原子中的三种跃迁
3.3 粒子数反转
一个诱发光子不仅能引起受激辐射，而且它也能引起受激吸收，所以只有当处 在高能级的原子数目比处在低能级的还多时，受激辐射跃迁才能超过受激吸收，而 占优势。由此可见，为使光源发射激光，而不是发出普通光的关键是发光原子处在 高能级的数目比低能级上的多，这种情况，称为粒子数反转。但在热平衡条件下， 原子几乎都处于最低能级（基态）。因此，如何从技术上实现粒子数反转则是产生激 光的必要条件。
5 氦氖激光器系列实验
5.1 实验一 氦氖激光束光斑大小和发散角 实验目的
1．掌握测量激光束光斑大小和发散角的方法。 2．深入理解基模激光束横向光场高斯分布的特性及激光束发散角的意义。
-4-
天津市港东科技发展有限公司
实验仪器用具
氦氖激光器、光功率指示仪、硅光电池接收器、狭缝、微动位移台。
实验原理
激光束的发散角和横向光斑大小是激光应用中的两个重要参数，激光束虽有方
4.2 激励源
为了使工作介质中出现粒子数反转，必须用一定的方法去激励原子体系，使处 于上能级的粒子数增加。一般可以用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发 介质原子，称为电激励；也可用脉冲光源来照射工作介质，称为光激励；还有热激 励、化学激励等。各种激励方式被形象化地称为泵浦或抽运。为了不断得到激光输 出，必须不断地“泵浦”以维持处于上能级的粒子数比下能级多。
10.21 He-Ne激光器实验
实验报告课程名称： 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： He-Ne 激光器与激光谐振腔 同组学生姓名一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求本套实验装置的核心He-Ne 激光器，采用的是一种半内腔结构，激光器的一个全反射镜与毛细管、储气套等做成一体，并在出厂前将全反射镜与毛细管调至垂直。
而另一个半反射镜则被安装在一个精密二维调整架上，可灵活移动。
通过一准直光源调整激光管和半反射镜，使之产生激光。
用激光功率计检测这束激光并进一步调整膜片使之达到最佳状态（功率最大）。
观察光斑大小和光强分布。
用扫描干涉仪观察其纵膜的频谱分布情况。
调整工作电流，观察输出功率的变化。
重复移动半反射镜并重新使之达到最佳状态，观察光斑大小和分布变化，记录功率，用干涉仪观察纵膜，比较前后变化，分析腔长对功率、纵膜、横膜、发散角、束腰、腔型的影响。
在激光管与半反射镜之间插入一可调损耗，使之与增益刚好达到平衡，通过对损耗的测量，求得 激光管的增益。
通过实验，掌握激光调谐的原理和技巧，验证谐振腔理论和有关增益的概念，全面、深入地了解激光器的结构、特性、工作条件和相关理论。
二、 实验内容和原理1.改变工作电流，观察电流与输出功率的关系。
（在超过5mA 的大电流时，工作时间不可过长。
） 2.腔长与激光功率、横模、纵模、束腰、发散角的关系1）设备调试完成后，用功率计测量其最大功率。
用显示屏在全反射端一定距离处（2-3米）观察光斑的大小和形状，光斑的大小反应了发散角的大小，光斑的形状即为激光的横模。
观察半反射镜上的光斑（束腰）大小。
在半反射镜端装上F-P 扫描干涉仪探头，观察纵模情况。
装订线专业： 姓名： 学号：日期： 10.21 地点：2）松开反射镜架滑块上的螺钉，移动反射镜，在适当位置上重新锁紧，以改变谐振腔的腔长和腔型。
激光散斑干涉
激光散斑干涉电子散斑一、实验内容：1．了解电子散斑干涉原理；2．掌握干涉光路及图像处理软件；3．学会使用本系统来测量三维离面位移。
二、实验仪器：成像透镜被测物体的平面镜氦氖激光器CCD摄像机分光镜扩束器图一xgs-1电子散斑干涉(espi)实验系统三、实验原理：电子散斑干涉法是用激光光束直接照射到测试表面，再用电子摄像机采集其变形前后表面散斑颗粒干涉形成的条纹，以测定其离面位移的一种新型、先进的测试技术，其光路如下图所示，图二为测量离面位移（即前后沿z轴方向的位移w）的光路，由激光器1发出的激光束，经扩束镜2及准直镜3形成光斑放大了的准直光，再经分光镜4分成两束，一束照射到反射镜5再返回，另一束照射到被测物6的表面再返回，两束返回的光束干涉形成干涉条纹，也就是一系列等位移线n，则离面位移为w=λn/2式中λ为测试光的波长，n为条纹的级数。
图二光路图四、实验步骤：1.放置平台并将其调平。
2、各个实验仪器的位置参看图一，先把各个仪器的中心高度调至共轴。
3.使激光器发出的光束平行于工作平台的工作表面。
分别放置扩束器和准直器，调整准直器，使经过扩束器的激光变成平行光。
平行光束应穿过光路（分束器、被测物体、反射器等）中部件的中心，并与平台平行。
在扩束器前面放置一个偏振器，以调整亮度，防止损坏CCD相机。
4、放入被测物品和ccd摄像机，调节分光镜上二维调整台的微调旋扭，使被物品反射的光的中心照射到ccd摄像机接收表面上。
5.然后放入平面镜，使平面镜和分束器之间的距离与被测物体和分束器之间的距离相同，并调整反射光束的中心，使其也入射到CCD相机的接收面上。
此时，可以在图像采集软件上看到干涉条纹。
最后，放入聚焦透镜，调整透镜和CCD之间的距离，以获得屏幕上最清晰、最完整的图像。
调整反射器上二维调整框的微调旋钮，使获得的图像的干涉条纹最清晰，处于中心位置。
6、这时就可以给物品加压，调节物品架上的旋扭给物品加压，随着旋扭的调节，电脑的屏幕上出现的干涉条纹越来越多，且为同心圆环。
氦氖激光器实验数据处理(近代物理)
由于实验者将实际硅油柱高度下降数与总压力下降数混淆，以下分析以实际实验数据来进行，即每次下降5mm油柱高度差进行测量，相当于每次下降总气压大约0.41Torr，所得实验结果影响不大。
***********
油柱高度差/cm
5.7
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
气体总气压/T电毛细管、管壳等）、零部件的加工处理（包括凹、平面反射镜、布儒斯特窗片）、电极装配、排气充气封口等等。
4.为什么存在最佳气压值使激光器达到最大功率？
答：因为Ne的2P4能级的粒子数密度n2通常比Ne的3S2能级的粒子数密度n3小得多，故反转粒子数密度△n主要取决于n3.当He、Ne气压比和放电电流一定时，如果总气压较低，n0和n1将减少。n3也随之减少。总气压很高时，虽n0和n1增加，但电子与原子碰撞次数也增加，使电子的动能减少，电子温度Te降低，电子就不能有效地把He和Ne激发到上能级去，使n3下降。因此，有最佳总气压，使粒子数最高。
答：激光管中原子受外场电能激发产生电离，电子跃迁，而产生光。某一级受激辐射和粒子能级差之间是一一对应的。对应于632.8nm的激光谱线是Ne能级3S2和2P4之间的差值。激光器中氦气为辅助气体，氖气为工作气体。产生激光的是氖原子，不同能级的受激辐射跃迁将产生不同波长的激光。
3.气体激光器的制造过程中渗透着哪些真空技术的应用？
数据处理
1.实验前计算
根据公式： 、
其中，K=12.26 0.06，N= ，n=7：1
计算不同的总压下，充入的氦气、氖气的分压如下表
总压力/Torr
4.5
4
3.5
3
2.5
2
/mm硅油柱
氦氖激光器实验数据分析
1
1 2
0.61GHz 0.1652 0.10GHz
横模频率间隔误差
2
0.11 0.10 0.10 100% 10%
根据高阶横模具有高频率
随时间增长，锯齿波电压变大，干涉仪的谐振腔变长。
4la ka
在K序中，峰3对应的波长大于峰2对应的波长，所以峰3对应的 频率小于峰2对应的频率。 峰2对应的模式是TEM01k （或是TEM10k ） 峰3对应的模式是TEM00k .
c 其中 F 3.75GHz ,l 20 mm 该实验取4GHz 4l
其理论值为 c / 2L ≈ 0.61GHz .其中c为真空光速， L是激光器谐振腔的长度, L=246mm.
纵模频率间隔误差
0.61 0.67 0.61
1
100% 9.8%
在同一个纵模序中的两个不同横模的频率间隔为
氦氖激光器模式分析
实验数据处理
2
6
7 3 4
8
1 5
K序
K+1序
• 读出各个的峰的横坐标值分别是:
t1=0.21775 t3=0.21824 t5=0.22019 t7=0.22067 t2=0.21817 t4=0.21857 t6=0.22060 t8=0.22102
自由光谱由光Δν F 对应的时间间隔为
t 5 t1 t6 t 2 t7 t 3 t 8 t 4
4 2.4375 10 3
同一干涉序K中 ,纵模频率间隔
t1 - t 4 q 1 ( /2.4375 10-3 ) F 2 0.21775 0.21857 ( /2.4375 10-3 ) 4GHz 2 0.67GHz
实验一光斑半径和发散角的测量讲义
实验十三 氦氖激光束光斑大小和发散角测量一、激光原理概述1．普通光源的发光——受激吸收和自发辐射普通常见光源的发光（如电灯、火焰、太阳等的发光）是由于物质在受到外来能量（如光能、电能、热能等）作用时，原子中的电子就会吸收外来能量而从低能级跃迁到高能级，即原子被激发。
激发的过程是一个“受激吸收”过程。
处在高能级（E2）的电子寿命很短（一般为10－8～10－9秒），在没有外界作用时会自发地向低能级（E1）跃迁，跃迁时将产生光（电磁波）辐射。
辐射光子能量为12E E h −=ν这种辐射称为自发辐射。
原子的自发辐射过程完全是一种随机过程，各发光原子的发光过程各自独立，互不关联，即所辐射的光在发射方向上是无规则的射向四面八方，另外位相、偏振状态也各不相同。
由于激发能级有一个宽度，所以发射光的频率也不是单一的，而有一个范围。
在通常热平衡条件下，处于高能级E 2上的原子数密度N 2，远比处于低能级的原子数密度低，这是因为处于能级E 的原子数密度N 的大小随能级E 的增加而指数减小，即N∝exp(-E/kT)，这是著名的波耳兹曼分布规律。
于是在上、下两个能级上的原子数密度比为]/)(exp[/1212kT E E N N −−∝式中k 为波耳兹曼常量，T 为绝对温度。
因为E 2>E 1，所以N 2<N 1。
例如，已知氢原子基态能量为E 1＝－13.6eV，第一激发态能量为E 2=-3.4eV，在20℃时，kT≈0.025eV，则0)400exp(/12≈−∝N N可见，在20℃时，全部氢原子几乎都处于基态，要使原子发光，必须外界提供能量使原子到达激发态，所以普通广义的发光是包含了受激吸收和自发辐射两个过程。
一般说来，这种光源所辐射光的能量是不强的，加上向四面八方发射，更使能量分散了。
2.受激辐射和光的放大由量子理论知识了解，一个能级对应电子的一个能量状态。
电子能量由主量子数n(n=1,2,…)决定。
He-Ne激光器谐振腔调整和激光特性的测量
实验一：He-Ne 激光器谐振腔调整和激光特性的测量一、实验目的：1.了解He-Ne 激光器的构造。
2. 观察并测量He-Ne 激光器的功率、发散角等特性参数。
3. 调整谐振腔一端的反射镜，观察谐振腔改变后He-Ne 激光器性能参数的变化。
4. 了解外腔He-Ne 激光器的偏振态。
5. 通过光栅方程来验证He-Ne 激光的波长。
二、实验内容：1. He-Ne 激光器发散角测量由于远场发散角实际是以光斑尺寸为轨迹的两条双曲线的渐近线间的夹角，所以我们应延长光路以保证其精确度，此时需要在前方放置反射镜。
可以证明当距离大于λωπ207时所测的全发散角与理论上的远场发散角相比误差仅在1%以内。
（1）确定和调整激光束的出射方向，放置一个反射镜来延长光路。
（2）在光源前方L1处用光功率计检测，在与光轴垂直的某方向延正负轴测量并绘出光功率/位移曲线。
（3）由于光功率/位移曲线是高斯分布的，定义Pmax/e2为光斑边界，测量出L1位置的光斑直径D1。
（4）在后方L2处用光功率计同样测绘光强/位移曲线，并算出光斑直径D2。
（5）由于发散角度较小，可做近似计算，θ2=D2-D1/L2-L1,便可以算出全发散角2θ。
2 .利用光栅方程验证波长。
He-Ne 激光器的波长是623.8nm, 通过光栅方程可以验证激光器的波长值。
观察衍射图样，统计出衍射级数j 。
根据三角公式，计算出衍射角θ。
由于光栅常数d 已知，根据光栅方程可以计算出激光波长。
),2,1,0(sin ±±==j j d λθ1. 观察He-Ne 外腔激光器模型，了解各部分构造及工作原理。
He-Ne 激光器的组成包括有：共振腔（由放电毛细管和反射镜组成）、工作物质（有氦氖气体按一定比例组成）、放电电源（通常多采用直流高压电源）。
当氦氖激光器的电极上加上几千伏的直流高压后，管内就产生辉光发电，对工作物质进行激励从而引起受激辐射，经共振腔进行光放大以后，即产生激光输出。
5-1 氦氖激光器的模式分析 实验报告
近代物理实验报告指导教师：得分：实验时间： 2009 年 03 月 17 日， 第 三 周， 周 三 ， 第 5-8 节实验者： 班级 材料0705 学号 200767025 姓名 童凌炜同组者： 班级 材料0705 学号 200767007 姓名 车宏龙实验地点： 综合楼 501实验条件： 室内温度 ℃， 相对湿度 %， 室内气压实验题目： 氦氖激光器的模式分析实验仪器：（注明规格和型号）扫描干涉仪；高速光电接收器；锯齿波发生器；示波器；半外腔氦氖激光器及电源；准直用氦氖激光器及电源；准直小孔。
实验目的：（1） 了解扫描干涉仪原理，掌握其使用方法； （2） 学习观测激光束横模、纵模的实验方法。
实验原理简述：1. 激光器模式的形成激光器由增益介质、谐振腔、激励能源三个基本部分组成。
如果用某种激励的方式，使介质的某一对能级间形成的粒子数反转分布，由于自发辐射的作用，将有一定频率的光波产生，并在谐振腔内传播，被增益介质增强、放大。
形成持续振荡的条件是：光在谐振腔内往返一周的光程差为波长的整数倍，即q q uL λ=2满足此条件的光将获得极大的增强。
每一个q 对应纵向一种稳定的电磁场分布λq ，叫一个纵模，q 称为纵模序数。
纵模的频率为uL c qq 2=ν 相邻两个纵模的频率间隔为uLc q 21=∆=∆ν 因此可以得知， 缩短腔长的方法是获得单纵模运行激光器的办法之一。
当光经过放电毛细管时，每反馈一次就相当于一次衍射，多次反复衍射，就在横向的同一波腹处形成一个或多个稳定的衍射光斑。
每一个衍射光斑对应一种稳定的横向电磁场分布，称为一个横模。
模式指激光器内能够发生稳定光振荡的形式，每一个膜，既是纵模，又是横模，纵模描述了激光器输出分立频率的个数，横模描述了垂直于激光传播方向的平面内光场的分布情况。
激光的线宽和相干长度由纵模决定，光束的发散角、光斑的直径和能量的横向分布由横模决定。
，一个膜由三个量子数表示，通常记作TEM mnq 。
氦氖激光器调节
本科学生综合性实验报告学号：姓名：学院：专业、班级：实验课程名称：激光原理课程实验教师：周海春开课学期：2015 至2016 学年第一学期填报时间：2015 年 6 月15 日云南师范大学教务处编印氦氖激光器调节一、实验目的：1、掌握氦氖激光器出光原理2、掌握氦氖激光器谐振腔的调节方法二、实验仪器：氦氖激光器，调节板，谐振腔反射镜，半内腔氦氖激光器，台灯（或其它光源，请用户自备）三、实验原理：在激光器内充有一定比例的氦气和氖气。
封上以后，谐振腔A 被严格的固定在激光管管子上，谐振腔B 在管子外部，可以延光轴前后移动。
当在激光器正、负极加直流高压时（一般3KV 以上），氖离子发生粒子数反转。
当氖离子从高能级降到低能级时，将放出一束光。
这两个谐振腔的反射镜一个反射率接近100％，即完全反射。
另一个反射率约为98％。
这束光被两个谐振腔进行多次反射后，经镀有反射率约为98%膜的一端射出，即为激光。
四、操作步骤（一）十字光靶法（自准直法）1、将半内腔氦氖激光器、谐振腔反射镜和调节板放到导轨上，如图3 所示。
（图3）2、将半内腔氦氖激光器与激光器电源接好（注意：红色与红色相接，黑色与黑色相接，切勿接反），打开电源，激光管发出橙红色的光。
3、将调节板有十字叉丝面对准激光器，并用光源（如用台灯）照亮十字线，在十字叉丝中间有一小孔，眼睛通过小孔，看到激光管的毛细管另一端，调节激光器调整架六个旋钮，被谐振腔A 反射到眼睛中的一个“小白点”（即眼睛、小孔、毛细管在一条直线上），如图4所示。
4、观察被谐振腔B 反射回的调节板的十字叉丝像的位置，此时的十字叉丝像可能在图5 的某一位置，调节谐振腔B 架后的两个螺丝，使十字叉丝完全落在小孔的正中间，见图6。
这说明谐振腔反射镜与激光管管内的毛细管完全垂直，此时，应马上有激光射出。
若谐振腔与毛细管光轴调节的范围大于λ/4 就不出激光，还需继续调节谐振腔的两个螺丝，直到谐振腔与毛细管光轴调节范围小于λ/4，激光才能出来。
1激光模谱实验
5．严禁用手或其他物品接触所有光学元件的光学表面 （如激光管输出端和反射镜片的表面）。
6．支架上的调整螺丝，只可微量调整。过度的调整， 会损坏仪器。
激光模谱实验预习要求
1 了解He-Ne激光器的基本结构和工作原理。 2 明确本实验的主要实验目的。 3 能够简要说明激光器谐振腔的结构及输出激 光模谱特性。 4 明确本实验拟完成的主要实验和观测内容。
实验装置
微调旋钮
扫场输入 信号输出
共焦球面扫描干涉仪
信号输入
扫场输入
数字示波器
4.3 模谱信号测量
5 实验内容和步骤
1、利用激光准直法进行He-Ne激光器谐振腔的共 轴调节，使产生最大激光输出
2、测量最大激光输出功率
3、通过将激光束扩束，观察输出激光的横模结构及 其随谐振腔同轴状态的变化情况。
4、利用共焦球面扫描干涉仪观察输出激光的 模谱。定量测量对应不同腔长的纵模间隔， 并与理论值进行比较
输出模谱。
3实验原理 3.1激光器的三要素
增益介质
谐振腔
泵浦源
增益介质
泵浦机制
受激发射 粒子数翻转
光学反馈－谐振腔
3.2 He-Ne激光器的工作原理
He-Ne激光器的基本结构
（c）半外腔式
增益介质：He、Ne之比为 5∶1 ∼ 10∶1
典型值：He：1mmHg ; Ne：0.1mmHg; 电压：5kV.
实验记录（见参考格式）
思考题：
（1）如何判断干涉仪的扫描模谱中频率增加的方向
（2）如何从示波器显示的模谱图中确定扫描干涉仪的自由光 谱范围
（3）当调整光路使从干涉仪反射回的光束刚好沿原光路返回 激光器时，示波器上激光模谱图形会变得很不稳定。为什 么？