Výuková sestava Nd3+:YAG laseru buzeného laserovou diodou – CW operační režim

Cíle:

  • Bezpečnost práce 
  • Seznámení se s výukovou sestavou Nd3+:YAG laseru
  • Popis komponent a jejich funkce
  • Sestavení laseru v CW operačním módu pro 1064nm
  • Generování druhé harmonické laseru – CW režim pro 532nm
  • Praktická demonstrace pojmů z přednášek

 Postup práce:

  1. Odstraňte ochranné víko kavity laseru
  2. Ujistěte se, že na optické lavici je pouze laserová dioda (LD)

Obrázek 1: optická lavice s LD.

MĚŘENÍ VÝKONU LD:

  1. Do vzdálenosti cca 2,5mm od LD umístěte IR-to-VIS converter
  2. Nastavte proud 1000mA a spusťte LD
  3. Pozorujte zelenou fluorescenci (změna z 808nm LD na 532nm)
  4. Pomocí výkonového měřiče změřte optický výkon a porovnejte jej s katalogovými údaji

Obrázek 2: Fluorescence.

CW OPERAČNÍ REŽIM 1064nm

  1. Na konec optické lavice připevněte seřizovací laser
  2. Laserový krystal Nd:YAG sloužící jako zrcátko kavity umístěte na optickou lavici cca 5 mm od LD

Obrázek 3: LD vlevo a seřizovací laser se záměrným křížem vpravo.

  1. Nastavte na LD proud 1000mA a stiskněte start. Pod úhlem sledujte laserový krystal a pozorujte slabou fluorescenci bílé barvy. Jemně posouvejte držák laserového krystalu po optické lavici, abyste dosáhli maximální jasnosti fluorescence. V této poloze komponentu zafixujte.
  2. Vypněte LD
  3. Zapojte seřizovací laser a polohovacími šrouby nastavte odraz svazku od laserového krystalu blízko apertury (3-5mm, využijte záměrného kříže). Seřizovací laser odpojte od zdroje.

 

  1. Instalujte laser output mirror na optickou lavici do vzdálenosti cca 5mm od laserového krystalu. Zapojte seřizovací laser a pomocí seřizovacích šroubů na zrcadlu seřiďte odražený svazek tak, aby koincidoval s odraženým svazkem od laserového krystalu. Seřizovací laser odpojte od zdroje.

Obrázek 4: Seřizovací laser během nastavování.

  1. Pro ověření funkčnosti laseru vložte na optickou lavici IR-to-VIS converter.
  2. Nastavte proud LD na 2000mA a zapněte LD. Pozorujte fluorescenční stopu a pomocí polohovacích šroubů výstupního zrcadla seřiďte výstupní svazek na TEM00 mód.
  3. Postupně nastavujte různé hodnoty proudu, zjistěte prahovou hodnotu. Měřte výstupní výkon a vyneste závislost Pout (PLD).

 

CW OPERAČNÍ REŽIM 532nm

  1. Vypněte LD, odstraňte výstupní zrcadlo a IR-to-VIS converter.
  2. Abychom generovali záření 532nm je nutné vložit SHG (second-harmonic generation) krystal do držáku tak, aby potištěná strana směřovala k LD a umístit jej 1-2mm za laserový krystal.

Obrázek 5: SHG krystal vlevo a 532nm laserový svazek vpravo.Obrázek 5: SHG krystal vlevo a 532nm laserový svazek vpravo.

  1. Zapněte seřizovací laser a seřiďte odraz SHG krystalu a laserového krystalu podobně jako v předchozí úloze.
  2. Nastavte proud LD na 1500mA a zapněte LD. Pozorujte stopu a pomocí polohovacích šroubů výstupního zrcadla seřiďte výstupní svazek na TEM00 mód.
  3. Svazek zobrazte na CCD a proměřte poloměr svazku w. Údaje porovnejte s katalogem.
  4. Pomocí Michelsonova interferometru odhadněte koherentní délku laseru.

 

Výstupy:

Protokol obsahující teoretické základy, postupy řešení, výsledky měření a diskusi.

1. Popis

Cíle:

  • Bezpečnost práce 
  • Seznámení se s výukovou sestavou Nd3+:YAG laseru
  • Popis komponent a jejich funkce
  • Sestavení laseru v CW operačním módu pro 1064nm
  • Generování druhé harmonické laseru – CW režim pro 532nm
  • Praktická demonstrace pojmů z přednášek

 Postup práce:

  1. Odstraňte ochranné víko kavity laseru
  2. Ujistěte se, že na optické lavici je pouze laserová dioda (LD)

Obrázek 1: optická lavice s LD.

MĚŘENÍ VÝKONU LD:

  1. Do vzdálenosti cca 2,5mm od LD umístěte IR-to-VIS converter
  2. Nastavte proud 1000mA a spusťte LD
  3. Pozorujte zelenou fluorescenci (změna z 808nm LD na 532nm)
  4. Pomocí výkonového měřiče změřte optický výkon a porovnejte jej s katalogovými údaji

Obrázek 2: Fluorescence.

CW OPERAČNÍ REŽIM 1064nm

  1. Na konec optické lavice připevněte seřizovací laser
  2. Laserový krystal Nd:YAG sloužící jako zrcátko kavity umístěte na optickou lavici cca 5 mm od LD

Obrázek 3: LD vlevo a seřizovací laser se záměrným křížem vpravo.

  1. Nastavte na LD proud 1000mA a stiskněte start. Pod úhlem sledujte laserový krystal a pozorujte slabou fluorescenci bílé barvy. Jemně posouvejte držák laserového krystalu po optické lavici, abyste dosáhli maximální jasnosti fluorescence. V této poloze komponentu zafixujte.
  2. Vypněte LD
  3. Zapojte seřizovací laser a polohovacími šrouby nastavte odraz svazku od laserového krystalu blízko apertury (3-5mm, využijte záměrného kříže). Seřizovací laser odpojte od zdroje.

 

  1. Instalujte laser output mirror na optickou lavici do vzdálenosti cca 5mm od laserového krystalu. Zapojte seřizovací laser a pomocí seřizovacích šroubů na zrcadlu seřiďte odražený svazek tak, aby koincidoval s odraženým svazkem od laserového krystalu. Seřizovací laser odpojte od zdroje.

Obrázek 4: Seřizovací laser během nastavování.

  1. Pro ověření funkčnosti laseru vložte na optickou lavici IR-to-VIS converter.
  2. Nastavte proud LD na 2000mA a zapněte LD. Pozorujte fluorescenční stopu a pomocí polohovacích šroubů výstupního zrcadla seřiďte výstupní svazek na TEM00 mód.
  3. Postupně nastavujte různé hodnoty proudu, zjistěte prahovou hodnotu. Měřte výstupní výkon a vyneste závislost Pout (PLD).

 

CW OPERAČNÍ REŽIM 532nm

  1. Vypněte LD, odstraňte výstupní zrcadlo a IR-to-VIS converter.
  2. Abychom generovali záření 532nm je nutné vložit SHG (second-harmonic generation) krystal do držáku tak, aby potištěná strana směřovala k LD a umístit jej 1-2mm za laserový krystal.

Obrázek 5: SHG krystal vlevo a 532nm laserový svazek vpravo.Obrázek 5: SHG krystal vlevo a 532nm laserový svazek vpravo.

  1. Zapněte seřizovací laser a seřiďte odraz SHG krystalu a laserového krystalu podobně jako v předchozí úloze.
  2. Nastavte proud LD na 1500mA a zapněte LD. Pozorujte stopu a pomocí polohovacích šroubů výstupního zrcadla seřiďte výstupní svazek na TEM00 mód.
  3. Svazek zobrazte na CCD a proměřte poloměr svazku w. Údaje porovnejte s katalogem.
  4. Pomocí Michelsonova interferometru odhadněte koherentní délku laseru.

 

Výstupy:

Protokol obsahující teoretické základy, postupy řešení, výsledky měření a diskusi.