一概述
教学固体激光器是为大学物理或激光技术实验室提供的,与《光学》课程中激光原理部分或《激光原理与技 术》课程教学内容相配合的实验用激光器。通过该激光器实验,可使学生形象直观的了解固体激光振荡器、行波放大器、谐波倍频器、及各种调Q装置的结构及组成原理,并掌握固体激光器调试方法。该教学激光器有多种型号,各学校可根据专业设置和教学要求灵活选择。通过该教学激光器可完成以下实验:
固体激光器装调实验
激光器输出发散角测量实验
激光器选横模实验
激光器自由振荡输出特性测量
可饱和吸收被动调Q实验
主动电光调Q实验
激光放大实验
激光倍频实验
激光冲击波实验
二、教学固体激光器组成
教学固体激光器的基本组成有三部分,即调Q激光振荡器单元、放大器单元和倍频器单元。这三个单元不同的组合形成了不同的型号,各学校可根据专业设置和教学要求进行灵活选择,现有以下几种型号:
TL-A 型:固体激光振荡器
TL-B1型:脉冲被动调Q固体激光器
TL-B2型:脉冲被动调Q固体激光器 + 二倍频器
TL-B3型:脉冲被动调Q固体激光器 + 行波放大器
TL-B4型:脉冲被动调Q固体激光器 + 行波放大器 + 二倍频器
TL-C1型:脉冲主动电光调Q固体激光器
TL-C2型:脉冲主动电光调Q固体体激光器 + 行波放大器
TL-C3型:脉冲主动电光调Q固体激光器 + 行波放大器 + 二倍频器
TL-D1型:主动声光调Q固体激光器
本教学激光器所有型号中振荡级工作物质采用Nd3+:YAG晶体。输出波长为1064 nm的近红外激光。放大级也采用Nd3+:YAG晶体。采用Nd3+:YAG晶体优点是它散热性能优良,能够承受高功率,可高重复频率使用。被动调Q方式中,调Q器件采用色芯晶体,它具有结构简单可靠,输出脉冲质量好,成本低的优点。主动调Q方式中,有电光和声光两种方式。电光方式具有输出脉冲功率大的特点,是最为经典的,应用最为广泛的一种方式。声光方式具有重复频率高的特点。倍频器单元采用新型晶体,产生532nm波长的绿光,有高的倍频效率。
三 、主要性能参数
这里给出主动电光调Q方式的性能参数,其它方式参数与之略有差异。
输出波长:振荡器级 :1064nm
倍频器级 :532nm
输出能量:振荡器级 :100mJ
放大器级 :250mJ
倍频器级 : 75mJ
发散角 :0.5mrad (1064nm)
调Q脉冲宽度(半高全宽):20 nS
重复频率:电光调Q方式:1-10Hz,或手动
声光调Q方式:1-25KHz
以上几种方式中仅设计有二倍频,如果配上三次和四次谐波倍频晶体,还可输出355nm和266nm的激光,这样就可构成四波长激光器。
四、整机结构
本教学激光器在结构上分为激光发射平台与机柜两部分。发射平台部分上有盖板,实验时将盖板打开,即可调整各光学部件。实验完毕后,将盖板盖上可以防尘。机柜部分分上下两层,上层为激光电源,下层为冷却用水箱及循环泵。
五、附外观图