激光技术实验报告
实验名称：氦氖激光器实验
一．实验内容： 1、氦氖激光器的调节； 2、氦氖激光器的输出功率； 3、氦氖激光器的发散角测量 ； 4、氦氖激光器的模式分析
二．实验仪器和方法：
仪器：氦氖激光器实验台，光功率计，锯齿波发射器，示波器，刀口，反射镜等
实验方法： 1 使用自准直法：用已有的准直氦氖激光器，先调节氦氖半腔激光器，然后加入输出镜，利用准直氦氖激光器调节输出镜，使全反镜和输出镜平行，满足激光产生的条件。 2 固定输出镜，调至有激光输出，旋转输出镜倾斜旋钮，配合功率计，将输出调至最大，在激光器点燃20分钟后，测量氦氖激光器的输出功率随时间的变化。
3 利用刀口法测量法，测量功率随刀口位置的变化曲线，测量传输距离，通过数据分析得到氦氖激光器的光斑直径，发散角。
4 将氦氖激光器，扫描F-P腔， 光电探测器依次排列，并调整至共轴，接示波器，在一个上升沿中观察氦氖激光器模式，调节输出镜，观察不同谐振腔的模式并测量模式间频率间隔。
三.实验结果与分析
在调整过程中，氦氖激光器已经调节完毕。而且由于仪器的问题，可调节的范围很小，细小的变动可能会导致激光无法产生。
四．实验收获与建议
实验名称：半导体激光器实验
一．实验内容：
1、半导体激光器发散角测量 ；
2、半导体激光器偏振性测量；
3、半导体激光器输入输出特性测量；
4、半导体激光器的光谱特性分析
二．实验仪器和方法
仪器：半导体激光器、 电脑，多通道光谱分析仪，转台，偏振片，导轨架，光功率计
方法：
1 转动转台记下光功率计的数值，测量半导体激光器的发散角
2 转动偏振片，读出光功率计上的数值大小，找到最大值和最小值从而测量半导体激光器的偏振性
3 调节半导体激光器的电流大小，观察功率仪的数值。画出输入输出特性曲线，找到半导体激光器的阈值
4 使用调节台、耦合镜，将激光耦合进入多通道分析仪。将多通道分析仪的档位调节至观察档，使用光谱分析软件，测量半导体激光器的激发光谱，将多通道分析仪的档位调节至CCD档，逐渐减小半导体激光器的输入，结合输入输出特性测量半导体激光器的荧光光谱。
三．实验结果与分析
测量发散角时长轴方向角度-能量对应关系
短轴方向角度-能量对应关系：
取光强下降为最大值的1/e对应的光束空间分布角度为半导体激光器在长轴与短轴方向的发散角。可见，长轴方向发散角大约为7°，短轴方向发散角大约为4°.
在偏振性测量中，能量最大处是550时为 0.926mW 最小是在145o 时为0.003mW 。可见，半导体激光器产生的光是有偏振性的，而能量最大的角度和最小的角度基本是垂直的。
在测量电流-功率输入输出曲线是得到以下数据：
大约在14mA处为激光器的阈值。
根据这个阈值在激光耦合进入多通道光谱分析仪之后对激光器输入电流进行调节得到以下的结果：
较为平稳低矮的是在阈值之下的时候激光器发出的荧光，而比较尖锐高耸的是激光。
四．实验收获与建议
可以看出半导体激光器发出的光是偏振性的，而从后两个实验可以看出阈值在研究半导体激光器中的重要性，在阈值之下只能产生荧光光谱，而在阈值之上能够产生激光。
建议：实验前妥善调整耦合镜的耦合系数以便在实验时能过使光很好的进入多通道分析仪。同样的调节用在测量发散角中，能更加明显的看出椭圆形光斑。
实验名称：固体激光器实验
一．实验内容：1、固体激光器调节；2、固体激光器静态输入输出特性研究；3、固体 激光器动态输入输出特性研究（调Q）
二．实验装置图和实验方法
实验方法：1 打开半导体指示准直激光，使用自准直法，调节固体激光器输出镜，配合能量计，调节固体激光器输出镜上的螺丝，将激光能量调至最大。2 以10V到20V的间隔，测量固体激光器静态输入输出特性，观察激光器静态输出波形。3 将Q开关放入光路中，以10V到20v的间隔，测量固体激光器动态输入输出特性，观察激光器输出波形。
三．实验结果与分析
静态情况下数据表：
调Q后的数据表：
可以看出调Q后的输出功率是阶梯状的。
四．实验收获与建议
收获：看到了调Q能对激光器带来的影响，示波器上观察波形的时候也看到了一个弛豫波形一个比较尖锐的波形。
建议：不要接触功率计的表面，在测量调Q功率远离时功率计要激光器，功率计要调零，每次变换量程都要调零。
实验名称：半导体泵激光器实验
一．实验内容：1、调节半导体固体泵激光器； 2、半导体泵固体激光器输入输出特性 研究
二．实验仪器和方法
仪器：
方法：1使用自准直法，利用准直氦氖激光器，调节半导体激光器泵浦源的位置。加入Nd:YVO4 晶体，使用准直氦氖激光器调节Nd:YVO4 晶体的位置，将晶体与泵浦源间距离调节为1-2mm，打开半导体激光器泵浦源，从迎着光的方向侧面观察晶体中心，调节晶体位置，直到出现白点，使用自准直法。利用准直氦氖激光器，分别调节倍频晶体与输出镜。点亮半导体激光器泵浦源，将输出电流调节至200~300mA，调节输出镜位置，可以观察到绿光输出。
2 将滤色片置于输出镜之前，调节半导体泵固体激光器电流，从0开始，使用功率计测量激光功率，并作记录。整理得出半导体泵固体激光器输入输出特性。
三．实验结果与分析
调整电流记录的光功率
可见阈值是在 200mA附近
四．实验收获与建议
使用滤色片很重要，因为即使有KDP晶体倍频，依然无法保证产生的光中全部成分都在绿色部分，加入滤色片能够很大程度上减少杂色光的影响。其次，从拟合曲线上可以明显看出在使用激光器时一定要注意阈值因素
建议：加入滤光片，测量功率时采用uW量程
思考题：
1、 请阐述脉冲固态激光器的静态和动态工作特性
静态工作时，激光器输出一连串不规则的尖峰脉冲，称为激光的弛豫震荡，动态的情况下，输出频率稳定功率高的窄脉冲
2、半导体激光器的光斑特点，说明内在原因
光斑呈椭圆形
3请阐述激光模式的概念及形成原因
概念：具有一定振荡频率和一定的空间分布的特定光束能够在谐振腔内形成稳定振荡。将光学谐振腔内可能存在的这种特定的光束称为腔的模式。不同的谐振腔具有不同的振荡模式。在垂直于传播方向的横向面内存在的稳定场分布，称为横模。沿谐振腔轴线方向上的激光光场分布就是纵模。由于谐振腔反射镜尺寸有限，所以当光波在两镜间往返传播时必然会因为镜的边缘的衍射效应而产生损耗，使能量分布变化，在足够多次的往返传播之后腔内形成一个稳定场，它的相对分布不再受衍射影响，在腔内往返一次之后能够“自再现”出发时的场分布。这种稳定的场分布称为自再现模或横模。光波在谐振腔中往返时会因为在腔镜上反射形成驻波，稳定的驻波场就是纵模。
4、请说明半导体泵固体激光器优点
1、低功耗：半导体泵浦固体激光器用二极管发出固定的，被激光晶体吸收的808nm波长的激光，光光转换效率可高达40%以上
2、性能可靠、寿命长：激光二极管的寿命长。激光半导体的泵浦能量稳定性好，性能可靠，无需维护。
3、输出光束质量好：由于半导体泵浦激光的高转换效率，减少了激光工作物质的热透镜效应，大大改善了激光器的输出光束质量。
第二篇：激光粒度仪实验报告
实验一LS230/VSM+激光粒度仪测定果汁饮料粒度
1实验目的
1.1了解激光粒度仪的基本操作；
1.2了解激光粒度仪测定的基本原理。
2实验原理
激光粒度分析仪的原理是基于激光的散射或衍射，颗粒的大小可直接通过散射角的大小表现出来，小颗粒对激光的散射角大，大颗粒对激光的散射角小，通过对颗粒角向散射光强的测量（不同颗粒散射的叠加），再运用矩阵反演分解角向散射光强即可获得样品的粒度分布。
激光粒度仪原理图如图1所示，来自固体激光器的一束窄光束经扩充系统扩充后，平行地照射在样品池中的被测颗粒群上，由颗粒群产生的衍射光或散射光经会聚透镜会聚后，利用光电探测器进行信号的光电转换，并通过信号放大、A/D变换、数据采集送到计算机中，通过预先编制的优化程序，即可快速求出颗粒群的尺寸分布。
3实验试剂与仪器
3.1实验样品：果汁饮料。
3.2实验仪器：LS230/VSM+激光粒度仪。
4实验步骤
4.1按照粒度仪、计算机、打印机的顺序将电源打开，并使样品台里充满蒸馏水，开泵，仪器预热10分钟。
4.2进入LS230的操作程序，建立连接，再进行相应的参数设置：
启动Run-run cycle（运行信息）
（1） 选择measure offset(测量补偿)，Alignment（光路校正），measure background（测量空白），loading（加样浓度），Start 1 run（开始测量
（2） 输入样品的基本信息，并将分析时间设为60秒，点击start（开始）。
如需要测量小于0.4μm以下的颗粒，选择Include PIDS，并将分析时间改为90秒后，点击start（开始）
（3） 泵速的设定根据样品的大小来定，一般设在50，颗粒越大，泵速越高，反之亦然。
4.3在测量补偿，光路校正，测量空白的工作通过后，根据软件的提示，加入样品控制好浓度，Obscuration应稳定在8-12%：假如选择了PIDS，则要把PIDS稳定在40-50%，待软件出现ok提示后，点击Done（完成）。
4.4分析结束后，排液，并加水清洗样品台，准备下一次分析。
4.5作平行试验，保存好结果，根据要求打印报告。
4.6退出程序，关电源，样品台里加满水，防止残余颗粒附着在镜片上。
5实验结果与讨论
5.1实验结果
由实验结果显示：
平均粒径：141.7μm
6思考题
6.1 LS230/VSM+激光粒度仪的技术特点
LS230/VSM+激光粒度仪的特点是测量的动态范围宽、测量速度快、操作方便，尤其适合测量粒度分布范围宽的粉体和液体雾滴。
（1）双镜头专利技术：避免了更换镜头的麻烦，测量宽分布颗粒时，大、小颗粒的信息在一次分析中都可得到，大大提高了分析精度。
（2）PIDS（偏振光强度差）专利技术：用三种方法改进了对小颗粒的测定：多波长（450nm，600nm，900nm）测量、大角测量（150°）及偏振效应，保证0.04μm~0.4μm小颗粒测量的准确性。
（3）湿法分散技术：机械搅拌使样品均匀散开，超声高频震荡使团聚的颗粒充分分散，电磁循环泵使大小颗粒在整个循环系统中均匀分布，从而在根本上保证了宽分布样品测试的准确重复。
（4）测试操作简便快捷：放入分散介质和被测样品，启动超声发生器使样品充分分散，然后启动循环泵，实际的测试过程只有几秒钟。测试结果以粒度分布数据表、分布曲线、比表面积、D10、D50、D90等方式显示、打印和记录。
（5）输出数据丰富直观：本仪器的软件可以在各种计算机视窗平台上运行，具有操作简单直观的特点，不仅对样品进行动态检测，而且具有强大的数据处理与输出功能，可以选择和设计最理想的表格和图形输出。
6.2激光粒度分析仪的精度影响因素
影响粒度分析精度的因素主要有三点
（1）仪器的内在性能，如信噪比、运作的稳定性等；
（2）操作是否符合规范；
（3）维护和保养是否得当。