Продукция Оптические системы и ПО Демонстрационные наборы Принципы генерации лазерного излучения

Лабораторный комплект "Принципы генерации лазерного излучения"

  • Сборка и юстировка экспериментального стенда
  • Запись и чтение голографических изображений небольших статических объектов
  • Эксперимент
  • Эксперимент
  • Эксперимент
  • Эксперимент

лабораторный комплект
Принципы генерации лазерного излучения

Одним из величайших достижений XX века можно по праву считать создание рукотворных «идеальных» источников оптического и радиочастотного излучения, ранее не существовавших в природе – лазеров и мазеров. Их отличительной особенностью стала когерентность, связанная с монохроматичностью и согласованностью фазы испускаемого излучения, а также высокая интенсивность эмиссии.

Нобелевская премия

исследования лазерно-мазерных эффектов
К числу ученых, внесших ключевой вклад в развитие лазерно-мазерных технологий на рубеже 50-х-60-х годов XX века, следует отнести двух советских физиков Александра Прохорова и Николая Басова, а также трех американских физиков Чарльза Таунса, Артура Шавлова и Теодора Маймана (Майман впервые получил оптическую лазерную генерацию от рубинового лазера в 1960 году).

Нобелевская премия за исследования лазерно-мазерных эффектов была вручена Прохорову, Басову, Таунсу в 1964 году.
Учебный стенд позволяет собрать и настроить простой твердотельный источник непрерывного лазерного излучения на основе кристалла Nd:YAG c центральной длиной волны эмиссии 1064 нм.

В источнике используется классический резонатор Фабри-Перо, продольная накачка на длине волны 808 нм осуществляется через заднее «глухое» интерференционное зеркало резонатора. Такой лазерный источник относится к DPSS типу лазеров (Diode-pumped solid-state laser). Отличительной особенностью лазеров подобного типа является высокая эффективность накачки, небольшие габариты и общая тепловая нагрузка.

Что входит в состав стенда?

В состав стенда входят следующие основные компоненты:

лазерный источник накачки (λ=808нм, P=400мВт); юстировочный пилотный лазер (λ=638 нм, P=10 мВт); активный элемент – кристалл Nd:YAG (Ø3х10 мм); заднее «глухое» зеркало резонатора (R1064>99%, R808<5%, D=12,7 мм); выходное зеркало резонатора (R1064=80% D=12,7 мм), две юстировочные диафрагмы; выходной фильтр, блокирующий непоглощенную накачку (Long Pass, OD200-938>5, T962-2150>90%, D=25,4 мм), диодный измеритель мощности со встроенным ослабителем.

Вся оптическая система стенда собирается на оптическом рельсе, критичные к юстировке оптические элементы, устанавливаются в прецизионных кинематических держателях.

Работа со стендом

В начале эксперимента с помощью юстировочного лазера выставляется ориентация оптической оси, проходящей через центр активного элемента и зеркал резонатора, а также параллельность зеркал резонатора. Затем устанавливается лазер накачки и фокусирующая линза, система настраивается таким образом, чтобы перетяжка излучения накачки приходилась точно на центр активного элемента.

После возникновения лазерной генерации осуществляется точная подстройка зеркал резонатора на максимум генерации. Оптическая мощность лазерной эмиссии регистрируется фотоприемником через Long Pass фильтр, отсекающий непоглощенное излучение накачки. Предварительно измерив мощность излучения накачки, можно определить КПД лазерного источника.

Комплектация лабораторного комплекта "Принципы генерации лазерного излучения"

JC-EDU-LG – Лабораторный комплект "Принципы генерации лазерного излучения"

Оптомеханика JCOPTIX

MAK-05F – Регулируемый адаптер для оптики
  • Для установки оптики Ø25,4 мм
  • Винты с плоской головкой для крепления оптики
1 шт
MCO-9A – Коаксиальное крепление 30 мм
  • Центральное отверстие: SM1
  • В комплекте 2 стопорных кольца SM1
1 шт
MMM-1T – Двухосевое кинематическое крепление
  • Для установки оптики Ø25,4 мм
  • Стопорные кольца SM1
2 шт
LDM10-638 – Диодный лазер
  • Длина волны: 638 нм
  • Мощность: 10 мВт
1 шт
MTC-1A – Юстировочная мишень
  • Диаметр центрального отверстия: 1 мм
  • Интервал концентрических колец: 2 мм
2 шт
FADT-16 – Резьбовой переходник SM1
  • Для компонентов Ø16 мм
  • Длина: 15 мм
1 шт
FADT-12 – Резьбовой переходник SM1
  • Для компонентов Ø12 мм
  • Длина: 15 мм
1 шт
MMF-1A – Крепление с внутренней резьбой SM1
  • Для оптики Ø25,4 мм
  • Максимальная толщина оптики: 7,2 мм
3 шт
MM5P-1TC – Пятиосевой держатель
  • Для оптики Ø25,4 мм
  • Совместим с коаксиальными системами 30 мм
1 шт
MBP05-75-P6– Стойка Ø12,7 мм
  • Длина: 75 мм
  • Установочный винт: M4 × 12
2 шт
MBH-75A-P6 – Держатель стоек Ø12,7 мм
  • Длина: 75 мм
  • 6 шт. в комплекте
2 шт
MRR40-600 – Оптический рельс 40 мм
  • Длина: 600 мм
  • Монтажные отверстия: М6
1 шт
MRP40-2 – Платформа для рельса 40 мм
  • Размер: 40 мм × 12,7 мм
  • Параллелизм: 0,03 мм
12 шт
OLX240144-T3 – Двояковыпуклая линза Ø25,4 мм
  • Покрытие: 650-1100 нм
  • Фокусное расстояние: 100 мм
1 шт
MCT-XY1– Трансляционный держатель XY
  • Для оптики Ø25,4 мм
  • Ход XY: ±1 мм
1 шт
MCT-XY1– Трансляционный держатель XY
  • Для оптики Ø25,4 мм
  • Ход XY: ±1 мм
1 шт
MBB-05L – Монтажная база стойки Ø12,7 мм
  • Два паза
  • Отверстия М6
1 шт

Дополнительные возможности по расширению функционала: CNI Laser

PGL-D12-808 – Лазер
  • Длина волны: 808 нм
  • Мощность: 400 мВт
1 шт
PD1000-350-USB – Измеритель оптической мощности
  • Диапазон длин волн: 0,19-25 мкм
  • Мощность: 2 мВт - 15 Вт
1 шт

Лабораторный комплект "Принципы генерации лазерного излучения"
изучение устройства и принципа работы непрерывного твердотельного лазерного источника на кристалле Nd:YAG с продольной лазерно-диодной накачкой

Схема экспериментальной установки

Возможные эксперименты

  1. Сборка и юстировка твердотельного лазерного источника с простым оптическим резонатором типа Фабри-Перо
  2. Определение зависимости выходной оптической мощности лазерного источника от мощности накачки
  3. Определение КПД лазерного источника
  4. Изучение зависимости КПД лазерного источника от мощности накачки и от плотности мощности накачки в объеме кристалла – активного элемента
Дополнительные эксперименты (компоненты для данной серии экспериментов поставляются опционально):
  1. Управление ориентацией плоскости линейной поляризации при помощи окон Брюстера или наведенной на кристалл анизотропии (давлением);
  2. Изучение спектрального состава лазерного излучения;
  3. Изучение зависимости эффективности накачки от температуры диода накачки (центральной длины волны накачки) и температуры активного элемента;
  4. Изучения профиля лазерного пучка, расходимости лазерного излучения, качества пучка по метрике M2 при помощи самодельного профилометра на базе бытовой веб-камеры или с использованием ножа Фуко;

Пути к расширению возможностей и модернизации стенда (компоненты для данной серии экспериментов поставляются опционально):

  1. Сборка и юстировка импульсного твердотельного лазера с активным модулятором добротности на основе акустооптического затвора;
  2. Сборка и юстировка импульсного твердотельного лазера с пассивным модулятором добротности на основе кристалла Cr:YAG;
  3. Внутрирезонаторное и внерезонаторное удвоение частоты основной гармоники при помощи нелинейного кристалла KTP.