【氦氖激光器原理及技术综合实验】一、实验概述

氦氖激光器是一种常见的气体激光器，广泛应用于教学、科研和工业领域。其工作原理基于氦气和氖气的混合气体在电场作用下产生受激辐射，从而发出特定波长的激光。本实验通过对氦氖激光器的结构、工作原理、实验操作及性能测试等内容进行系统学习，加深对激光产生机制的理解，并掌握相关实验技能。

二、实验

1. 实验目的

- 了解氦氖激光器的基本结构与工作原理

- 掌握激光器的启动与调试方法

- 测量激光输出特性（如输出功率、光束质量等）

- 分析激光器的稳定性和调节方式

2. 实验原理

- 氦氖激光器由放电管、谐振腔、电源系统等组成

- 氦气作为激活介质，通过电离激发后传递能量给氖原子

- 在特定能级间发生受激辐射，产生激光

- 谐振腔用于反馈光子，形成稳定的激光输出

3. 实验设备

- 氦氖激光器主机

- 光谱分析仪（或光电探测器）

- 示波器

- 可调电阻、电源模块

- 光学调整平台

4. 实验步骤

- 连接电源并检查电路连接

- 调整激光器的谐振腔位置

- 启动激光器并观察输出光束

- 使用探测设备测量激光输出功率

- 记录不同电流下的输出变化

5. 实验数据记录

- 不同电流下的激光输出功率

- 激光束的发散角与光斑大小

- 激光稳定性测试结果

三、实验数据表格

四、实验结论

通过本次实验，学生能够深入了解氦氖激光器的工作原理与基本结构，掌握了激光器的启动、调节和测量方法。实验中发现，激光输出功率与电流成正比关系，但过高的电流会导致激光器不稳定甚至损坏。此外，谐振腔的精确调整对激光输出质量具有重要影响。实验数据表明，氦氖激光器具有良好的稳定性与重复性，适用于多种光学实验应用。

五、注意事项

- 实验过程中应避免直接注视激光束，以防眼睛受损

- 电源接入前应检查线路是否正确

- 激光器启动时需逐步增加电流，防止过载

- 实验结束后应关闭电源并整理仪器

六、总结

氦氖激光器作为经典的气体激光器，是研究激光物理的重要工具。通过本次综合实验，不仅提升了动手能力，也加深了对激光产生的物理过程的理解。实验中所涉及的理论知识与实践操作相辅相成，为后续更复杂的激光实验打下了坚实基础。