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

測(cè)試目的：目前可調(diào)諧連續(xù)波染料激光器的波長(zhǎng)覆蓋范圍從365-1000nm，通過(guò)非線性晶體的倍頻和混頻技術(shù)，波長(zhǎng)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(kāi)關(guān)及超短脈沖輸出等優(yōu)點(diǎn)，該類(lèi)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(cè)等領(lǐng)域。

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

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

圖1：激光模式監(jiān)測(cè)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(guò)腔鏡上的PZT，利用高壓放大器輸出的鍋齒波來(lái)掃描法珀腔腔長(zhǎng)，從而監(jiān)測(cè)激光輸出模式和頻率的調(diào)諧。PD，光電探測(cè)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(cè)輸出激光模式。監(jiān)測(cè)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(cè)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(zhǎng)，從而監(jiān)測(cè)激光輸出模式和頻率的調(diào)諧。

實(shí)驗(yàn)中我們用波長(zhǎng)計(jì)測(cè)量染料激光頻率。波長(zhǎng)計(jì)測(cè)量范圍為350-1100nm，測(cè)量準(zhǔn)確度為±0.002nm（1000nm）。波長(zhǎng)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(guò)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(zhǎng)初步調(diào)諧到期望波長(zhǎng)。雙折射濾波片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其透過(guò)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(zhǎng)跳變最大。轉(zhuǎn)動(dòng)薄標(biāo)準(zhǔn)具時(shí)其透過(guò)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