氦氖激光器的输出功率

氦氖激光器的输出功率

1.放电条件对输出功率的影响。

激光器的输出功率是一个重要的参数,对于一个激光器必须选择适当的放电条件(气体总气压、气体配比以及放电电流等),才能获得最大的激光输出功率。

(1)对一个激光器,在一定的气体的配比下,输出功率随充气压变化有一个极大值。气压比较低时随气压增加输出功率增大,逐渐达到一个输出功率极大值,再增高气压,输出功率却下降,即存在一个最佳充气气压。

(2)输出功率与放电毛细管的直径有关。

(3)在最佳充气条件下,使输出功率最大的放电电流叫最佳放电电流。

2.谱线竞争效应对输出功率的影响。

有些激光跃迁具有同一个激光上能级(或下能级),在它们之间存在着通过公有能级粒子数发生的相互影响,即某一条纹光谱线产生振荡以后,将使其它激光谱线的粒子数反转差额降低,从而使它的增益和输出功率降低。这就是所谓谱线竞争效应。在He/Ne激光器中常采用抑制3.39um的振荡,来提高632.8nm激光的输出功率。常用方法:

(1)在腔中加色散元件。在谐振腔一个反射镜与布氏窗片之间放置一块三棱镜。利用棱镜的色散作用,使经过反射只有632.8nm的激光返回激光放电管,而

3.39um的激光则偏离腔轴而逸出腔外。

(2)在谐振腔中加入对3.39um的激光有吸收作用的元件。对小型激光器可利用K8玻璃的布纸窗片对3.39um的激光进行吸收。对较长的激光器必须在腔中装入甲烷气体吸收盒,因甲烷气体在3.39um波长处有一个强的吸收峰。

(3)外加轴向非均匀磁场。由于塞曼效应,磁场可引起谱线分裂使谱线变宽,这种由于非均匀磁场所引起的谱线展宽,称为“塞曼展宽”。

氦氢激光器632.8nm和3.39um的线宽Δv分别为1500MHz和300MHz左右,如果激光器处于200-300高斯的非均匀磁场中,由磁场造成的谱线加宽对3.39um的激光影响大,而对632.8nm的激光谱线影响小。因增益系数反比于线宽,谱线的增宽将使增益下降,从而起到抑制3.39um激光的作用。

氦氖激光器的输出功率

1.放电条件对输出功率的影响。

激光器的输出功率是一个重要的参数,对于一个激光器必须选择适当的放电条件(气体总气压、气体配比以及放电电流等),才能获得最大的激光输出功率。

(1)对一个激光器,在一定的气体的配比下,输出功率随充气压变化有一个极大值。气压比较低时随气压增加输出功率增大,逐渐达到一个输出功率极大值,再增高气压,输出功率却下降,即存在一个最佳充气气压。

(2)输出功率与放电毛细管的直径有关。

(3)在最佳充气条件下,使输出功率最大的放电电流叫最佳放电电流。

2.谱线竞争效应对输出功率的影响。

有些激光跃迁具有同一个激光上能级(或下能级),在它们之间存在着通过公有能级粒子数发生的相互影响,即某一条纹光谱线产生振荡以后,将使其它激光谱线的粒子数反转差额降低,从而使它的增益和输出功率降低。这就是所谓谱线竞争效应。在He/Ne激光器中常采用抑制3.39um的振荡,来提高632.8nm激光的输出功率。常用方法:

(1)在腔中加色散元件。在谐振腔一个反射镜与布氏窗片之间放置一块三棱镜。利用棱镜的色散作用,使经过反射只有632.8nm的激光返回激光放电管,而

3.39um的激光则偏离腔轴而逸出腔外。

(2)在谐振腔中加入对3.39um的激光有吸收作用的元件。对小型激光器可利用K8玻璃的布纸窗片对3.39um的激光进行吸收。对较长的激光器必须在腔中装入甲烷气体吸收盒,因甲烷气体在3.39um波长处有一个强的吸收峰。

(3)外加轴向非均匀磁场。由于塞曼效应,磁场可引起谱线分裂使谱线变宽,这种由于非均匀磁场所引起的谱线展宽,称为“塞曼展宽”。

氦氢激光器632.8nm和3.39um的线宽Δv分别为1500MHz和300MHz左右,如果激光器处于200-300高斯的非均匀磁场中,由磁场造成的谱线加宽对3.39um的激光影响大,而对632.8nm的激光谱线影响小。因增益系数反比于线宽,谱线的增宽将使增益下降,从而起到抑制3.39um激光的作用。


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