1He—Ne 激光器的调试物理系 光学 赵婷 0811130052引言：He— Ne 激光器的调试有两种方法，十字叉丝法和激光准直法，这次实验就是体会一下这两种调试方法，然后调整激光的最大输出功率实验原理：He—Ne 激光器的 结构如图所示：图 1：He—Ne 激光器的结构示意图其中， ， 为反射镜，另外在激光器工作时放电管两侧还加了磁场，磁场的1R2作用是保证打出的光是 632.8nm 波长的光，限制其他波长光的产生在放电管里通以额定电流使之放电，则放电管内就会产生稠密等离子体，由于等离子体的自由电子与氦原子发生碰撞使氦原子激发，在氦氖能级中，氦有亚稳态 s（19.8 电子伏）和 s（20.6 电子伏） ，氦原子被分别激发到这两3212个态上，由于氖存在比这些能级稍微低一点的能级 2s 与 3s，所以被激发的氦原子一方面在进行热运动，一方面在进行高效率的能量交换，氖就被激发到亚稳态 2s 或 3s 态上，这是氦又一次回到激态，氦的作用就是通过放电为氖提供激发能量从氖的 2p 到 1s 的跃迁强，所以 2p 的能级寿命短，在 2s 与 2p，3s与 3p 之间建立粒子数反转分布，所以当采用与振荡地波长相适合的光学共振腔时，就可得到 2s—2p 和 3s—3p 的振荡或者产生 3s—2p 的跃迁，这种跃迁产生1 2R阳极 阴极工作物质放电管 布儒斯特窗布儒斯特窗 毛细管2波长是 632.8nm 的近红外光。
另外，因为处在 1s 能级上的氖原子必须迅速返回到基态，所以把放电管做的细一些，让氖原子与管壁发生碰撞而使能量猝灭图 2：激光发生示意图实验步骤： （一） 十字叉丝法1．调整激光器电压约为 12 伏特，用能让光透过的中心有小孔的十字叉丝座来观察阴极激光，这时一般会看到直径相当于放电管直径的蓝色斑点2．调节十字叉丝的位置，直到蓝色斑点的中心出现一较小直径的亮蓝色斑点反复调节反射镜，使亮蓝色斑点正好位于十字叉丝的中心3．用同样的方法调节阳极端4．在激光器的出光端对十字叉丝所在范围通过调整反射镜进行扫描，直到看到红色的激光射出二）激光准直法31．先取下两个反射镜，用另一激光完全穿过放电管，使光斑投射到对面，调整准直激光的位置，直到光斑的尺寸基本与未经过放电管时一致2．擦净布儒斯特窗和反射镜，并先装上阴极的反射镜，调整此反射镜的角度，使反射回的激光与出来的激光重合3．在装上阳极的反射镜，调整此反射镜的角度，使反射回的激光出现规则的跳动4．关掉准直激光，打开激光器，这时应该会有激光输出若没有，在轻微的来回调试反射镜，就会有激光输出三）调整激光的最大输出功率1．用光电二极管功率计对准所产生的激光，慢慢的调试阳极反射镜，使其电流达到最大。
再往回调阳极反射镜，使其输出电流达到最大值的一半2．调节阴极的反射镜，看光电二极管显示的电流与原来的最大值的关系，若超过或等于原来的最大值，记录此值就是此激光器的最大输出功率若小于原来的最大值，就反向调，就能调出最大值3．如此反复调节找出最大值实验结果：用十字叉丝法调节激光器时，刚出来的未经统调的激光功率为 15mw,经过统调之后，激光的功率为 32mw。