1-7 GCS-GAUSS 激光高斯光束参数测量及光束变换实验

1-6 GCS-HNDU 多谱线氦氖激光器及放电管增益特性实验

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1-1 GCS-HNGD 气体激光原理与技术综合实验

    众所周知,激光器由光学谐振腔、工作物质、激励系统构成,相对一般光源,激光有良好的方向性,也就是说,光能量在空间的分布高度集中在光的传播方向上,但它也有一定的发散度。在激光的横截面上,光强是以高斯函数型分布的,故称作高斯光束。

    在激光生产与应用中,如定向、制导、精密测量、光通讯等,需要了解激光光束的各种参数指标。因此,掌握高斯光束测量方法是光电专业学生必须具备的能力。


  


知识点:

高斯光束、激光光场分布、光束变换

涉及课程:

激光原理、激光技术、光学教程

实验内容:

高斯光场分布观测

高斯光束聚焦与焦斑观测

激光高斯光束参数研究(束腰、发散角等)

高斯光束线变换观测

高斯光束面变换观测

高斯光束平顶光束变换观测

高斯光束点阵变换观测

实验原理:

本实验为典型的激光技术应用型实验,其内容覆盖了激光高斯光束测量、光学系统与高斯光束的变换、高斯光束的聚焦与准直等多个知识点,内容丰富、训练全面。本实验仪器用具的选择和设计、具有很大的开放性,实验内容可根据教师需求发展成为不同方向的设计性实验。

实验效果图:


                                         

 

技术指标:

HeNe激光器:中心波长632.8nm;功率≥2mWTEM00,安全双开关(钥匙保护开关、船型开关),安全保护高压插头;

偏振片组件:Ф25.4mmAR@400nm700nm,消光比>500:1端面360°角度刻线;

二维光束变换组件:Ф25.4mmf=50.8mm200mm,光洁度IV级,宽带MgF2增透膜400nm700nm,可以实现激光束2-4倍扩展;

线光束变换组件:Ф25.4mm,光洁度IV级,宽带MgF2增透膜400nm700nm

滤光片组件:Ф25.4mm,半高宽FWHM 10nm,透过率T>50%,金属框封装;

光阑组件:Ф2-29mm可调;

相机接收组件:分辨率1280×1024,量化深度10bit,像素大小5.2μm×5.2μmUSB2.0接口,快门时间119us-100ms

激光光束分析软件:光场强度二维彩色分布,光斑直径测量,背景扣除等功能,最小测量尺寸100μm,测量精度5%

激光光束分析软件:背景采集,光斑直径测量,光场强度一维、二维和三维分布,包含相机参数设置模块,光斑发散角计算模块,M方因子计算模块,束腰位置及瑞利长度计算模块,USB2.0硬件接口;

多光束扩展器:二元相位光栅设计(达曼光栅),Ф12.7mm15*15均匀对称分束,分束均匀性<5%

光束匀光器:输入光斑Ф10mm,工作距离600mm,矩形光斑50X50mm,面均匀性<5%

精密光学导轨:1200mm(长)×100mm(宽),可搭载GCM系列精密光机调整部件;

精密机械调整架:角度精度±4′,分辨率0.005mm,调节机构保证等双轴等高,横向偏差1′,纵向偏差1′;

光学元件:BK7 A级精密退火材料,焦距±2%,直径-0.2mm,中心偏差3′,光圈1-5;局部误差0.2-0.5,面粗糙度60/40Scratch/Dig),MgF2增透膜镀膜,有效孔径90%

设备成套性:

He-Ne内腔激光器组件、光学导轨组件、可变光阑组件、高斯光束变换透镜组件、激光衰减器组件、CCD组件、图像采集卡、光束分析与测量软件

必备设备:

电脑(可用笔记本)

选配清单:

光学清洁箱、光学储存干燥箱、实验设备展板

建议课时:

6课时



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