激光橫模教學系統

涉及知識點：貓眼腔損調節器、光學諧振腔及其特性、激光偏振態、激光橫模、矩形橫模、圓形橫模、高階橫模及橫模變換。

激光橫模教學系統結構圖

涉及課程：
光學、激光原理、激光光學、光電子學、激光技術等。
實驗內容：
a 諧振腔調整；
b 橫模模式的調整及變換；
c 激光輸出橫模偏振特性研究；
d 高階矩形橫模、高階圓形橫模的觀察；
e 橫模TEMmn中m、n值的判斷。
實驗原理圖：
貓眼腔損調節器由凹面鏡（HR@632.8nm）和凸透鏡（AR@632.8nm），其中凹面鏡曲率半徑為R，凸透鏡焦距為f，兩鏡間距為L。當f=R=L時，貓眼腔損調節器等效
為一個平面鏡；當L時，貓眼腔損調節器等效為一個凸面鏡；當L>f=R時，貓眼腔損調節器等效為一個凹面鏡。

諧振腔示意圖

用透鏡組調節諧振腔損耗，改變諧振腔對不同橫模的損耗，損耗小的橫向模式振蕩，損耗大的橫向模式被抑制。
實驗效果圖：

可演示從TEM₀₀模到TEM₂₂模甚至更高階橫模模式

技術指標：
l 半外腔氦氖激光器組件：中心波長632.8nm，增益管長250mm，凹面鏡（R1m）輸出，毛細管長度200mm，毛細管內徑2.0mm，激光器腔長約290mm；
l 輸出擴束組件f=30mm的凹透鏡。
設備成套性：
HeNe半外腔激光器組件，貓眼腔損調節器組件，偏振器組件，接收光屏。
使用方法：
1. 開關機：本系統為220V交流供電，接通電源后，按下激光電源上紅色按鈕，激光管輸出輝光為正常現象，此時可配合貓眼腔損調節器調節諧振腔輸出激光；關機時，再次按下激光電源上紅色按鈕即可，操作簡單方便。
2. 貓眼腔損調節器由水平、豎直、俯仰、偏擺及前后5個調節旋鈕控制，在激光器輸出激光后，可通過調節這5個旋鈕配合輸出不同橫模圖樣。
3. 日常維護保養：橫模教學系統使用完后，要用玻璃罩罩住整套儀器，以達到防塵的目的，若使用一段時間后，激光輸出功率調不上去，可能是貓眼腔損調節器中暴露在外的鏡子沾染灰塵、激光管靠近貓眼處的窗片沾染灰塵，用酒精棉擦拭此兩鏡即可。
建議課時：
1課時，或教學配套演示。