實(shí)驗(yàn)名稱：染料激光器結(jié)構(gòu)、波長調(diào)諧及模式監(jiān)測

測試目的：目前可調(diào)諧連續(xù)波染料激光器的波長覆蓋范圍從365-1000nm，通過非線性晶體的倍頻和混頻技術(shù)，波長可拓展至260nm。激光輸出功率可達(dá)到100mW以上（主要在紅光到黃光波段），線寬約MHz量級(jí)。激光的增益介質(zhì)即激光染料己達(dá)到500多種，常用的也有幾十種之多。綜合而言，染料激光器具有可調(diào)諧范圍寬，高輸出功率、可產(chǎn)生連續(xù)波、Q開關(guān)及超短脈沖輸出等優(yōu)點(diǎn)，該類激光器被廣泛應(yīng)用于激光光譜學(xué)、激光生物學(xué)、激光醫(yī)學(xué)以及大氣環(huán)境的光譜檢測等領(lǐng)域。

測試設(shè)備：高壓放大器、信號(hào)發(fā)生器、示波器PZT、激光探測器等。

實(shí)驗(yàn)過程：

圖1：激光模式監(jiān)測實(shí)驗(yàn)裝置圖。兩個(gè)低反射率的球面反射鏡構(gòu)成共焦腔。通過腔鏡上的PZT，利用高壓放大器輸出的鍋齒波來掃描法珀腔腔長，從而監(jiān)測激光輸出模式和頻率的調(diào)諧。PD，光電探測器；Osc，示波器。

根據(jù)裝置圖搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用兩個(gè)球面鏡反射鏡可以構(gòu)成一個(gè)F-P腔，用于監(jiān)測輸出激光模式。監(jiān)測腔的細(xì)度要求不高，因此一般的介質(zhì)膜反射鏡就可做腔鏡。圖1給出了染料激光器的模式監(jiān)測部分。高壓放大器輸出的鍋齒波送至腔鏡上的PZT，可以掃描F-P腔腔長，從而監(jiān)測激光輸出模式和頻率的調(diào)諧。

實(shí)驗(yàn)中我們用波長計(jì)測量染料激光頻率。波長計(jì)測量范圍為350-1100nm，測量準(zhǔn)確度為±0.002nm（1000nm）。波長計(jì)輸入光方式為光纖耦合，入射光功率20μW以上，但不能超過10mW。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

調(diào)節(jié)雙折射濾波片可以將激光波長初步調(diào)諧到期望波長。雙折射濾波片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其透過峰位置變化，輸出激光會(huì)發(fā)生跳模，頻率跳變范圍為一個(gè)薄標(biāo)自由光譜區(qū)即345GHz（0.41nm）。旋轉(zhuǎn)雙折射濾波片引起激光波長跳變最大。轉(zhuǎn)動(dòng)薄標(biāo)準(zhǔn)具時(shí)其透過峰位置也發(fā)生變化，輸出激光會(huì)發(fā)生跳模，頻率跳變范圍為一個(gè)厚標(biāo)自由光譜區(qū)即30GHz（0.036nm）。雙折射濾波片、薄標(biāo)準(zhǔn)具可調(diào)諧激光頻率，雖然頻率不連續(xù)，但調(diào)諧范圍較大。

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審核編輯 黃宇