633毫微米横向塞曼激光器的研究

"本文主要探讨了633毫微米波长下，内含反射镜的天然氖（Ne）和20Ne激光器的性能，包括功率特性、模内拍频（modulation beating）和偏振调谐特性。研究中还提到了在横向磁场作用下激光器的行为，以及如何通过冷却风扇稳定频率。文章通过实验装置分析了激光器的发射光功率分布、模内差拍和偏振信号，并对比了含有天然氖和20Ne的激光器之间的差异。" 在详细说明中，我们可以看到： 1. 横向塞曼激光器（STZL）的研究：633毫微米的激光器在磁场影响下，其轴模经历崩溃，转化为单模状态，这有助于稳定频率并保持模内差拍不变。这种现象在氮氖激光器中已有报道，但此处着重于包含反射镜的装置。 2. 功率分布与模内拍频：未加磁场时，激光器的增益带宽约为1300兆赫，而加入磁场后，功率分布呈现阶梯状，形成一个约380兆赫的单模平顶。模内差拍随腔体调谐变化，产生S形曲线，反映了两个线偏振分量的强度变化。 3. 偏振调谐特性：天然氖激光器的偏振信号调谐曲线呈现S形，同样，20Ne激光器的模内拍频调谐曲线也呈现相似形状。这种特性对于理解和控制激光器的输出非常关键。 4. 氖气混合比例与压力：实验中使用的激光器采用日本激光器管壳，混合比为5:1的3He和20Ne，总压力为3.0托。不同同位素的比例导致激光器的调谐特性显著变化。 5. 单模频段变化：在特定条件下，20Ne激光器的单模频段可增加至570兆赫，显著宽于天然氖激光器，表明20Ne可能更适合于需要更宽调谐范围的应用。 6. 冷却技术：使用冷却风扇可以控制激光管的长度，从而维持模内拍频的稳定性，进而稳定激光器的频率。 7. 实验设备：实验装置包括电磁铁用于产生磁场，光谱分析仪用于分析光束，以及各种反射镜和光电二极管用于检测和分析激光器的输出特性。 该研究深入分析了633毫微米激光器在磁场和不同气体混合物下的行为，提供了关于激光器功率控制、频率稳定和偏振调谐的重要见解，这些发现对于激光技术的优化和应用具有实际价值。