HeNe激光器縱模的觀測

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HeNe激光器縱模的觀測

在加熱過程中監(jiān)測任何氦氖激光器的輸出功率將顯示由于縱模循環(huán)導(dǎo)致的輸出功率變化媳溺。對于短管月幌，功率波動可接近20%悬蔽；對于長管扯躺，它們可能小于2%。

有很多方法可以真正“看到”激光的模式蝎困，包括使用掃描法布里-珀羅干涉儀录语。然而，對于只有1或2個模式的短管來說禾乘，僅從輸出功率和偏振度就可以非常直觀地解釋發(fā)生了什么澎埠。所需要的只是一個光電二極管和激光功率計以及檢偏器。功率計可以設(shè)置在輸出光束中始藕，檢偏器用來過濾不需要的偏振蒲稳。或者伍派，可以使用非偏振分束器來提供兩個光束江耀。在其中一路添加一個定向的偏振分束器，如此可以觀測偏振的變化拙已。

改變檢偏器的方向?qū)⒂绊憦姸茸兓姆染黾恰τ诖蠖鄶?shù)紅色HeNe激光器，縱模通常保持在兩個固定的正交方向倍踪，相鄰模式通常相互正交系宫。隨著管的加熱和腔長的增加，模在增益曲線下行進建车，其中一端的模消失扩借，另一端出現(xiàn)新模，如上所述潮罪。但對于性能良好的管，它們不會翻轉(zhuǎn)偏振领斥。當(dāng)偏振器與管的偏振軸成45度角時嫉到，讀數(shù)將保持不變月洛。當(dāng)與管的偏振軸對齊時何恶，讀數(shù)波動大。

 

考慮一個具有120毫米的HeNe激光管嚼黔。這對應(yīng)于約1.25 GHz的模式間隔-相當(dāng)接近氖增益帶寬的1.5至1.6 GHz的半高寬细层。有了這根管子惜辑，在任何給定的時間內(nèi)有兩種模式振蕩。當(dāng)在管預(yù)熱時監(jiān)測輸出功率和極化時疫赎，將觀察到非常獨特的行為盛撑。有人可能認(rèn)為它應(yīng)該是輸出功率的周期性變化，具有簡單的正弦或類似特性捧搞。然而抵卫，每個周期實際上會有兩個峰值：一個較大的峰值對應(yīng)于增益曲線中心有單個激光模式時的峰值，另一個較小的峰值對應(yīng)于增益曲線中心有兩個對稱模式時的峰值胎撇。對于大多數(shù)管陌僵，相鄰模式的偏振是正交的，并且將與模式保持固定创坞。因此碗短，當(dāng)模式在增益曲線下循環(huán)時，連續(xù)的大峰值將具有相反的極化题涨。小峰的兩個偏振分量相等偎谁。兩個模式是振蕩的，每一個模式的增益都非常接近激光閾值纲堵，以至于它們的組合功率在增益曲線的峰值處仍然低于單模巡雨。

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