1. Детально ознакомиться с устройством и функционированием всех элементов лазера на YAG:Nd и схем, обеспечивающих его работу.
2. Ознакомиться с приёмами сборки и юстировки элементов лазера. С помощью вспомогательного гелий-неонового лазера выполнить юстировку оптических элементов лазера. Выполнить оценку точности установки элементов оптической схемы по углу. Собрать и отъюстировать внерезонаторную часть оптической системы, включающей и зону объекта возможного исследования. (В зависимости от степени подготовленности студентов этот пункт может быть несколько модифицирован, например, работа выполняется на собранной и отъюстированной установке)
3. Ознакомиться с методами измерения мощности излучения с помощью прибора ИМО-2. Собрать и отъюстировать измерительную схему, позволяющую измерять мощность излучения в двух точках оптической системы – точка 1 – основное излучение, точка 2 – преобразованное излучение (вторая гармоника). Используя инструкцию к прибору ИМО-2 подготовить его к проведению измерений. Рассмотреть вопрос об оценке точности измерений, проводимых с помощью прибора ИМО-2.
4. Произвести измерения мощности излучения лазера на YAG:Nd в режимах свободной генерации, модулированной добротности резонатора и при получении излучения второй гармоники.
5. Выполнить расчеты, необходимые для оценки параметров основного и преобразованного излучения с учетом потерь на оптических элементах схемы.
Таблица 1: Необходимые данные для проведения вычислений мощности лазерного излучения I с учетом потерь на элементах оптической схемы.
(см. рис. 2).
Ii
Ii/I0
I0
1.000
I1
0.080
I2
0.920
I3
0.074
I4
0.846
ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
Отчет о проделанной лабораторной работе должен включать в себя:
1. Описание экспериментальной установки и её оптическая схема.
2. Таблица измерений средней мощности лазерного излучения.
Таблица 2. Измерение мощности излучения лазера
Частота
Импульсов генерации
Измеритель «ВХОД»
Измеритель «ВЫХОД»
Режим свободной генерации.
Режим модулированной добротности.
Режим получения второй гармоники
Режим свободной генерации.
Режим модулированной добротности.
Режим получения второй гармоники
Гц
Гц
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ :
1. Чем отличаются лазеры построенные на основе четырехуровневой и трехуровневой схем?
2. Что необходимо для получения режима генерации наносекундными импульсами?
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1. К.И.Крылов, В.Т.Прокопенко, В.А.Тарлыков. Основы лазерной техники. Л.: Машиностроение, 1990г.
2. Б.Р.Белостоцкий, Ю.В.Любавский, В.М.Овчинников. Основы лазерной техники. М., 1972г.
3. А.А.Мак, Л.Н.Сомс, В.А.Фромзель, В.Е.Яшин. Лазеры на неодимовом стекле. М.: Наука, 1990г.
Лабораторная работа № I-5 «Лазерные системы для оптоинформатики. Фемтосекундный лазер на сапфире с титаном «Фемос –2»»
Цель работы:ознакомление с фемтосекундными лазерными источниками когерентного излучения.
Объект исследования:лазер фемтосекундных импульсов, энергетические и спектральные характеристики фемтосекундного излучения
Задачи, решаемые в работе:
1. Ознакомление с устройством лазера «Фемос-2».
2. Проведение измерений средней мощности фемтосекундного излучения.
3. Проведение измерения периода следования фемтосекундных импульсов.
4. Проведение измерение спектра излучения с использованием спектрального прибора.
5. Проведение расчета энергии отдельного фемтосекундного импульса.
6. Проведение расчета длительности отдельного фемтосекундного импульса.
СВЕДЕНИЯ О ЛАЗЕРЕ
Фемтосекундный титан-сапфировый лазер "Фемос-2" является мощным перестраиваемым источником излучения фемтосекундных импульсов света в ближней инфракрасной области спектра, выпускаемый отделом лазерной оптики при Новосибирском государственном университете. В основу работы лазера положен метод синхронизации мод наведенной керровской линзой. Оптическая схема лазера приведена на рис.1.
В качестве излучения накачки используется высокостабилизированное, одномодовое по поперечным индексам излучение непрерывного ионного аргонового лазера обеспечивающий накачку до 15 Вт при высоких качественных параметрах выходного излучения. Излучение накачки поступает на зеркало З2 и при помощи линзы Л фокусируется в кристалл титан-сапфира диаметром 3 мм и длиной 6 мм, с торцами, наклоненными на угол Брюстера относительно оптической оси. Для пространственного согласования сфокусированного одномодового пучка накачки и одномодового излучения фемтосекундного лазера кристалл Ti:S помещается в центр системы из двух сферических зеркал СЗ1-СЗ2 с радиусом кривизны 80 мм и коэффициентом отражения R= 99.9%. Резонатор лазера образован системой плоских зеркал З1-З6 причем выходное зеркало З3 имеет пропускание Т= 3-5%, а остальные обладают коэффициентом отражения R= 99.9%. Для компенсации эффектов, связанных с дисперсионным расплыванием импульсов внутри резонатора лазера, установлен призменный компрессор, образованный двумя кварцевыми призмами П1-П2. Для перестройки излучения лазера по частоте используется щелевидная диафрагма ЩД, расположенная перед задним глухим зеркалом резонатора. Расположение оптических элементов под углом Брюстера позволяет уменьшить потери на отражение и задать определенную поляризацию выходного излучения.
Внешний вид лазера приведен на Рис. 2.
Рис. 2. Вид лазера “Femos-1” с открытой верхней крышкой.
Оптические детали резонатора, кристалл титан-сапфира и система ввода излучения закреплены на трех стержнях из инвара, что обеспечивает температурную стабильность длины резонатора и позволяет реализовать механизм синхронизации мод лазера, основанный на изменении пространственного профиля пучка в результате самофокусировки, вызванной эффектом Керра в кристалле титан-сапфира.
2019-12-29
198
Обсуждений (0)
