柱形微腔激光器的制作与调试

柱形微腔激光器的制作与调试

一、实验目的

(1) 了解柱形微腔的制作方法。

(2) 了解柱形微腔激光器的构造及工作原理。

(3) 了解Y AG 激光器的操作流程

(4) 掌握柱形微腔激光的调试方法。

二、实验原理

(1) 柱形微腔激光器的构造

(2) 柱形微腔激光器的工作原理

激光器一般由激励源、谐振腔和工作物质三部分构成,对于柱形微腔激光器,其激励源为YAG 激光器的532nm 脉冲激光,工作物质为罗丹明6G 乙醇溶液,谐振腔是直径为300μm 的石英光纤(如图1所示)。

如图1所示,YAG 激光器发出的532nm 脉冲激光经两块偏振片后由耦合透镜将光束聚焦到光纤端面,脉冲激光沿光纤轴向进入光纤,在光纤内以全反射方图1 柱形微腔激光器的构造。P :偏振片; L :透镜;F :石英光纤;D :玻璃套管; Y AG laser:Y AG 激光器。

L

式向前传播。激励激光到达处于染料溶液区域的光纤中时,其消逝场激发染料溶液的增益,增益被光纤中回音壁模式的消逝场耦合进入光纤中,这样染料荧光就在该模式的支持下形成受激辐射放大,最终沿垂直于光纤轴线的方向形成激光辐射。

三、实验内容

(1) 利用光纤制作柱形微腔。

(2) 配制罗丹明6G 乙醇溶液。

(3) 根据图1所示的光路装配柱形微腔激光器。

(4) 调试柱形微腔激光器,最终看到回音壁模式激光辐射。

四、实验步骤

(1) 制作柱形微腔

将直径为300μm 的光纤包层去除,用光纤刀处理光纤端面,在显微镜下观察端面要光滑平整。之后用乙醇清洁光纤表面,完成柱形微腔的制作。

(2) 配制30ml 浓度为3×10-3mol/L的罗丹明6G 乙醇溶液

计算出所需的罗丹明6G 固体染料的质量,用电子天平称量后将其放入30ml 乙醇溶液中充分溶解。

(3) 将光纤放入光路中,并在光纤和玻璃套管中注入配制好的染料溶液。

(4) 开启YAG 激光器,具体步骤如下:打开激光器出光口的盖板,开启

电源控制器的钥匙开关(将钥匙旋转至ON 位置),按下预燃开关

(SIMMER 键),约1分钟后按下工作开关(WORK 键),按下调Q

开关(Q -SW 为ON ),调节注入电压为490V 。这时激光器的出光

口会有532nm 的脉冲激光(绿色)输出。

(5) 调整耦合透镜的位置,让聚焦后的激励激光光斑位于光纤端面处。让

激光沿光纤轴向进入光纤中。

(6) 调整两块偏振片通光方向之间的夹角,以获得相应的激励能量,同时

进一步微调耦合透镜的位置(上下、左右),在垂直于光纤轴线的方

向观察回音壁模式激光辐射。

(7)实验结束后关闭Y AG 激光器,步骤与(4)中相反。先减小注入电压,

再依次关闭相关开关,最后盖起激光器出光口的盖板。

柱形微腔激光器的制作与调试

一、实验目的

(1) 了解柱形微腔的制作方法。

(2) 了解柱形微腔激光器的构造及工作原理。

(3) 了解Y AG 激光器的操作流程

(4) 掌握柱形微腔激光的调试方法。

二、实验原理

(1) 柱形微腔激光器的构造

(2) 柱形微腔激光器的工作原理

激光器一般由激励源、谐振腔和工作物质三部分构成,对于柱形微腔激光器,其激励源为YAG 激光器的532nm 脉冲激光,工作物质为罗丹明6G 乙醇溶液,谐振腔是直径为300μm 的石英光纤(如图1所示)。

如图1所示,YAG 激光器发出的532nm 脉冲激光经两块偏振片后由耦合透镜将光束聚焦到光纤端面,脉冲激光沿光纤轴向进入光纤,在光纤内以全反射方图1 柱形微腔激光器的构造。P :偏振片; L :透镜;F :石英光纤;D :玻璃套管; Y AG laser:Y AG 激光器。

L

式向前传播。激励激光到达处于染料溶液区域的光纤中时,其消逝场激发染料溶液的增益,增益被光纤中回音壁模式的消逝场耦合进入光纤中,这样染料荧光就在该模式的支持下形成受激辐射放大,最终沿垂直于光纤轴线的方向形成激光辐射。

三、实验内容

(1) 利用光纤制作柱形微腔。

(2) 配制罗丹明6G 乙醇溶液。

(3) 根据图1所示的光路装配柱形微腔激光器。

(4) 调试柱形微腔激光器,最终看到回音壁模式激光辐射。

四、实验步骤

(1) 制作柱形微腔

将直径为300μm 的光纤包层去除,用光纤刀处理光纤端面,在显微镜下观察端面要光滑平整。之后用乙醇清洁光纤表面,完成柱形微腔的制作。

(2) 配制30ml 浓度为3×10-3mol/L的罗丹明6G 乙醇溶液

计算出所需的罗丹明6G 固体染料的质量,用电子天平称量后将其放入30ml 乙醇溶液中充分溶解。

(3) 将光纤放入光路中,并在光纤和玻璃套管中注入配制好的染料溶液。

(4) 开启YAG 激光器,具体步骤如下:打开激光器出光口的盖板,开启

电源控制器的钥匙开关(将钥匙旋转至ON 位置),按下预燃开关

(SIMMER 键),约1分钟后按下工作开关(WORK 键),按下调Q

开关(Q -SW 为ON ),调节注入电压为490V 。这时激光器的出光

口会有532nm 的脉冲激光(绿色)输出。

(5) 调整耦合透镜的位置,让聚焦后的激励激光光斑位于光纤端面处。让

激光沿光纤轴向进入光纤中。

(6) 调整两块偏振片通光方向之间的夹角,以获得相应的激励能量,同时

进一步微调耦合透镜的位置(上下、左右),在垂直于光纤轴线的方

向观察回音壁模式激光辐射。

(7)实验结束后关闭Y AG 激光器,步骤与(4)中相反。先减小注入电压,

再依次关闭相关开关,最后盖起激光器出光口的盖板。


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