实验3 氦氖激光器的偏振与发散特性测试数据处理与分析

1、He-Ne激光器偏振光数据处理与分析1、He-Ne激光器偏振光测量表1 He-Ne激光器偏振光测量数据表偏振角度(°输出功率(mW偏振角度(°输出功率(mW偏振角度(°输出功率(mW0 1.1361250.8032500.0905 1.0731300.8592550.096100.9951350.9342600.119150.835140 1.0022650.169200.743145 1.0662700.204250.665150 1.1172750.252300.556155 1.1452800.315350.464160 1.1872850.412400.3

2、78165 1.2012900.495450.291170 1.1722950.618500.225175 1.1473000.710550.170180 1.1043050.801600.130185 1.0343100.867650.0981900.9483150.966700.0881950.841320 1.027750.0922000.755325 1.102800.1132050.659330 1.145850.1532100.574335 1.174900.1982150.473340 1.192950.2812200.386345 1.1831000.3622250.28535

3、0 1.1681050.4592300.223355 1.1471100.5252350.172360 1.0981150.6082400.1271200.6992450.099 图1 He-Ne激光器偏振特性曲线图分析:由图1 He-Ne 激光器偏振特性曲线图可知,He-Ne 激光器输出的光为线偏振光;而且从图中曲线可知,曲线并非完全的平滑,有一定的凹凸瑕疵,这说明实验存在误差,这主要是受实验环境光变化的影响所致。2、激光光束的束腰半径和发散角的测量(1激光光束的束腰半径测量 (2激光基模束腰半径和发散角的测量 数据处理:由表可得,125z z cm -=,633nm =,10.8201mm

4、 =,20.8325mm =把以上数据带入公式2 012z z -=-并用MATLAB 求解即可得到基模束腰半径0,如下图所示: 图2 MATLAB 处理数据图由计算结果可知,满足条件的解只有两个,取平均值可得基模束腰半径根据高斯光束发散角与束腰半径0的关系可得光束发散角大小为3、误差分析00.160810.160860.1608352mm +=060226330.00250.16083510=通过He-Ne激光器输出的偏振光曲线图可知,实验存在误差,分析可知,本实验的误差主要来自以下几方面:(1实验室环境光的变化对实验结果造成的误差。在实验开始时,我们注意到,在没有打开激光器,而先打开光功率

5、计时,光功率计有示数,这说明实验室的光会对实验结果产生影响。(2由于在调节仪器时不可能百分百的准直,会存在一定的偏差,这也会对实验结果产生影响,从而造成误差。(3读数产生的误差,实验时,我们注意到光功率计的示数在不停地变化,而我们所记录的数据只是我们第一眼所看到的的数据,这也会对实验结果造成误差。4、实验总结通过此次实验,我对He-Ne激光器的工作原理以及He-Ne激光器的偏振特性有了深入的了解;学会了如何测量判断激光器的偏振状以及发态;同时也学会了如何测量He-Ne激光器的基模束腰半径0散角0。5、思考题(1激光器主要由哪几部分构成,对于氦氖激光器具体指的是什么?答:激光器由三个基本部分组成

6、,分别是工作物质(增益介质、光学谐振腔及激励系统。氦氖(He-Ne激光器是气体激光器的一种,是以“四能级系统”工作、连续发光的激光器;它的输出功率通常约数毫瓦,高可达几十毫瓦,相干长度可达数米以至数十米。具有制造简便、售价低、体积小,且寿命长、可靠性高的特点。能发射出632.8nm 、1.15m 、3.39m 三种波长的激光,其中在可见光频段的632.8nm 波长氦氖激光器最为常见。(2实验中使用的激光器输出的是什么偏振光,解释为什么?答:由图1 He-Ne 激光器偏振曲线图可知,激光器输出的是线偏振光。因为由图可知,光矢量端点的轨迹为一直线,这说明在光的传播方向上,光矢量只沿一个固定的方向振动,所以激光器输出的是线偏振光。(3为何测量时He-Ne 激光器应与CM