1、实验课程教学设计
激光原理是一门偏理论性的课程,主要讲述激光产生的基本原理,包括谐振腔理论、光和电磁波的共振相互作用以及激光器振荡特性。学生普遍反映该课程有些抽象。因此实验、实践环节就显得尤其重要。为了加强学生的动手能力,帮助学生更好地理解和掌握所学的基本理论,对实验、实践环节在充分调研的基础上进行了精心的设计。
2、实验课程内容
激光原理的实验安排在“专业实验”课程中进行。
序号 |
实验名称 |
主要内容 |
应达目的 |
学时分配 |
备注 |
1 |
He-Ne激光器的装调与参数测试 |
在不同腔长、不同输出镜曲率半径情况下,调节He-Ne激光器使出光;测量纵模,推算腔长 |
熟悉He-Ne激光器的模式结构;了解F-P共焦球面扫描干涉仪的原理;掌握He-Ne激光器的调整方法;掌握用共焦球面扫描干涉仪观察、测量激光纵模的方法 |
3 |
必做 |
2 |
半导体激光器的参数测量与调制特性 |
测量半导体激光器工作时的功率、电压、电流参数,绘制曲线,推算激光器阈值、功率效率;施加调制信号,观察截止区、线性区、限流区信号的不同响应,测量调制带宽 |
了解半导体的工作特性曲线;学会通过曲线计算半导体激光器的阈值,以及功率效率,外量子效应和外微分效应;了解调制工作原理;学会测量激光器的调制带宽 |
3 |
必做 |
3 |
He—Ne激光器光束强度分布及其发散角的测量 |
鉴别He-Ne激光器的激光模式,测量光斑半径,推算远场发射角 |
熟悉基横模光束特性; 掌握TEM00模高斯光束强度分布的测量方法和鉴别; 学会He-Ne激光器的远场发射角 |
3 |
必做 |
4 |
半导体激光泵浦固体激光器及其倍频和调Q |
调节实验装置,使固体激光器的输出得到最大值;测量激光输出功率-泵浦功率曲线;计算两种耦合输出下的激光斜效率和光光转换效率;安装Cr4+:YAG晶体后,测量不同LD电流下的输出脉冲的平均功率、脉宽、重频;计算不同功率下的峰值功率 |
掌握半导体泵浦固体激光器的工作原理和调试方法;掌握固体激光器被动调Q的工作原理,进行调Q脉冲的测量;了解固体激光器倍频的基本原理 |
3 |
必做 |
5 |
灯泵YAG激光器综合实验 |
调节实验装置,使静态激光输出最强;进行关门试验;测量不同泵浦能量下的静、动态输出能量值;调节KTP倍频晶体的位置,使激光器输出532nm的绿色激光 |
掌握电光Q开关的原理及调试方法;学会电光Q开关装置的调试及主要参数的测试 |
3 |
选做 |
6 |
声光调制锁模激光器实验 |
调节实验装置,使输出光强达到最大;观察拉曼—奈斯衍射现象,测出0级光束的衍射效率(或调制度)与电功率的关系曲线;分别在不同腔长和调制深度下观察锁模激光脉冲序列,测量脉冲周期及脉冲宽度 |
学习和掌握激光锁模和声光调制原理;掌握锁模激光器结构特点及调试方法;掌握腔长变化及调制深度对输出光脉冲的影响 |
3 |
选做 |
3、一些实验装置示意图及实验结果图
