定强度稳定Thorlabs稳定氦氖激光器

作者:物理

  【慧聪通信网】氦氖激光器,通常被称为HeNe激光器,是一种小型气体激光器,具有多种工业和科学用途。这些激光器主要用在可见光谱中的红光波段的632.8纳米。Thorlabs的红光氦氖气体激光器产品线的稳定输出功率涵盖了从0.5毫瓦到35毫瓦的范围,并且输出光为基本的高斯光束。根据所选取的型号,输出光将为线偏振光或者随机偏振光(非偏振的)。

  氦氖激光器的增益介质是在密封的低压玻璃管中,比例为5:1到20:1不等的氦和氖混合气体。这些激光器的激发源是通过玻璃管两端的阳极和阴极的高压放电。该激光器的光学谐振腔由一个高反镜和一个输出耦合镜组成,其中在激光管一端的高反镜是一片高反射率的平面镜,激光管另一端的输出耦合平面镜的透过率约为1%(见下图)。氦氖激光器往往比较小,腔体长度在大约15厘米到0.5米之间,光输出功率在1毫瓦到100毫瓦之间。Thorlabs提供高达50毫瓦的输出功率。

  Thorlabs的稳定氦氖激光器能实现频率稳定或者强度稳定。在频率稳定模式下,它将保持激光频率或波长恒定。在强度稳定模式下,它将保持输出功率恒定。稳定氦氖激光器是许多光谱学、干涉仪和波长测量仪应用所必需的。

  频率稳定模式频率稳定模式会平衡两种模式的强度,使其都在增益曲线以下,以保持激光频率的稳定。管的长度是经过专门选择的,以保证输出端只有两个谐振腔膜式。这两个模式的偏振态是正交的(如果其中一个为S偏振态,另一个将会是P偏振态)。使用偏振光分束器,把其中一个模式直接入射到光电探测器,而另一个模式透过第二个分束器,把5%的输出光入射到第二个光电探测器上,如原理图所示。这两个光电探测器产生一个误差信号,用来控制包裹在玻璃管外的加热器。加热器引起管的扩张和收缩,从而使频率达到稳定。频率稳定模式也提供了一定程度的强度稳定。

  强度稳定模式强度稳定模式会稳定输出光束的强度。该模式的工作原理和频率稳定模式一样;但只用一个光电探测器来产生反馈误差信号,从而控制加热器。强度稳定模式也提供一定程度的频率稳定。

  在Thorlabs的HRS015稳定的氦氖上,只需将拨动开关打在所需模式的位置,就能快速地选取该模。

  市面上的氦氖激光器功率稳定性在1%以上,而Thorlabs这款氦氖激光器引入了反馈机制,将稳定性控制在了0.1%~0.2%。

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