KEWLAB HNR系列氦氖激光器采用激光管和激光電源分離的結(jié)構(gòu)，型號種類齊全，輸出功率從1.2mW～5mW。
KEWLAB氦氖激光器是一種常見的氣體激光器，以氦氣和氖氣作為工作物質(zhì)。該系列激光器具有多種型號，輸出功率范圍通常從1mW至5mW不等，如HNR012R為1.2mW、HNR050R為5mW。它能輸出波長為632.8nm的紅色可見激光，具有良好的單色性、方向性和相干性，廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)一般包括激光管、電源及諧振腔等部分，激光管內(nèi)充有一定比例的氦氖混合氣體，電源為激光器提供能量，諧振腔用于選模和增強(qiáng)激光輸出。

1. 激光管參數(shù)

激光電源實物圖

激光管實物圖

KEWLAB HNR系列氦氖激光器操作流程

(1) 拆開產(chǎn)品包裝，檢查產(chǎn)品是否完整，如果貨物不完整，或有不正確的貨物寄給你， 請立即聯(lián)系我司。

(2) 把激光管安裝在激光管座或其它固定夾具上，調(diào)整到合適的位置進(jìn)行固定，避免可 自由移動。夾緊激光管時切勿用力過猛，否則會使鋁制外殼變形。

(3) 把激光管的兩根高壓電源線插到激光電源前面板上對應(yīng)的插孔，注意正負(fù)位置，確 認(rèn)插頭插到底部。

(4) 將激光電源盒的交流電接頭插入電源插座，打開電源線上的線控開關(guān)，再打開電源 盒后面板上的電源開關(guān)，此時電源盒風(fēng)扇會轉(zhuǎn)動，激光管有紅色的激光射出，然后 根據(jù)需要激光頭作適當(dāng)?shù)奈恢谜{(diào)整。產(chǎn)品使用完以后，按照開機(jī)的相反順序關(guān)機(jī)。

 三、實驗原理

從1960年代激光器問世以來，各種類型的激光器相繼研制成功，并因它所具有的獨特的性能――高亮度、良好的方向性，單色性，相干性被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、計量、醫(yī)療等行業(yè)。其中氣體激光器是目前種類最多，應(yīng)用廣泛的一類激光器。而氦氖激光器又在氣體激光器中具有代表性，它制作容易，運作可靠，所以我們就以氦氖激光器為典型實例進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和實驗。

激光器一般具有三個組成部分：工作物質(zhì)(增益介質(zhì))，諧振腔(光學(xué)共振腔)，激勵能源。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

                                                            圖1

氦氖激光器的工作物質(zhì)為純度大于99.99%的氦氣和氖氣。其中氖氣是能激發(fā)出激光的氣體，而氦氣則是提供光放大條件(產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn))的氣體。他們按一定的比例，一定的壓強(qiáng)充入用玻璃制作的放電管內(nèi)。為了提高能量使氣體點燃，在其上面安裝陽極和陰極。

諧振腔主要由腔體、反射鏡、毛細(xì)管構(gòu)成，他們的組合，共同保證光在腔體內(nèi)振蕩放大，最終獲得激光輸出。其技術(shù)要求是：毛細(xì)管(放電管)的直度，兩個反射鏡的平行度和反射鏡片與毛細(xì)管的垂直度。毛細(xì)管不僅直度要求嚴(yán)格，其內(nèi)徑尺寸也有特殊要求。反射鏡共有兩片，其一片是全反的凹面鏡，反射率優(yōu)于99.85%;另一片是一定透過率的平面鏡，反射率約98.5%。

氦氖激光器的激勵能源一般是直流高壓電，稱之為氦氖激光器電源。它將市用220V交流電變換成直流高壓，并根據(jù)氣體放電的特點，實現(xiàn)高壓電的正常運轉(zhuǎn)。氦氖激光器的電參數(shù)是：啟輝(點燃)電壓，工作電壓和最佳工作電流。啟輝電壓高于工作電壓，實驗用的激光器的啟輝電壓為4500V,工作電壓約1200V，最佳工作電流約5mA.

調(diào)整方法：

對激光器進(jìn)行調(diào)整，實際就是有針對性地調(diào)整其毛細(xì)管直度、兩個反射鏡之間的平行度、毛細(xì)管與反射鏡的垂直度(以下簡稱直度、平行度、垂直度)，使激光器處于最佳狀態(tài)，獲得滿意的性能指標(biāo)。以下介紹幾種方法：

（1）十字光靶法（自準(zhǔn)直法）：

這種方法適用于調(diào)整反射鏡片與毛細(xì)管軸的垂直度失調(diào)而導(dǎo)致不出光的激光器。調(diào)整工具稱之為十字光靶，它是由一個光屏和照明小燈組成。光屏用鋁板或鐵板制成，大小約有6cmX6cm，一面涂有白漆，在中間打一個約1mm的小孔，并以小孔為中心點畫一個黑色十字叉絲線。使用時，這個白屏必須用燈照明，因此可將一個燈泡安裝在旁邊，組成一體，便于使用，如圖2.臨時急用時，可用一張較厚的白紙片做成光屏，用臺燈或手電照明，也成為一個簡單的光靶。

                                                     圖2

首先將激光器點燃，使放電管輝光放電。將十字面對激光器輸出端，距離在10cm左右。用眼睛通過光靶上的小孔去觀察毛細(xì)管的軸心，如圖3所示。

如果太亮，可以在光靶與眼睛之間放入濾光片或帶上防護(hù)鏡，顏色為淺紅色或淺綠色。如果被調(diào)的激光器功率較大，為保護(hù)眼睛，可在腔內(nèi)插入擋板，擋板放在不調(diào)整的那一段腔內(nèi)的布窗與鏡片之間。也可以放入透明的綠光片等，只要放在腔內(nèi)就可以抑制激光振蕩，防止在調(diào)整時突然出光，直射眼睛。

                                       圖3

光靶的小孔對準(zhǔn)毛細(xì)管的軸，并移動光靶的位置，用眼睛觀察，選找毛細(xì)管中心的亮點(關(guān)鍵之處)。通過光靶從端面鏡觀察毛細(xì)管時，很容易看到毛細(xì)管內(nèi)徑的亮斑，不要誤認(rèn)毛細(xì)管內(nèi)孔的亮斑為亮點?？创肆咙c的要點是：必須沿著毛細(xì)管軸心看;必須看毛細(xì)管內(nèi)孔的圓處。如果這個亮點直徑小于0.5毫米，則它就是毛細(xì)管的軸心，如圖4.當(dāng)看到小亮點后，輕微移動光靶，讓亮點處在毛細(xì)管亮斑的中心。此時不必管十字叉絲像所處的位置，只要達(dá)到圖4所示狀態(tài)，即說明已將光靶的小孔放在毛細(xì)管的軸線上了。

圖4                                                        圖5

繼續(xù)從小孔觀察反射鏡片上被燈照明的十字叉絲像，此時光靶的小孔已放在毛細(xì)管軸線上了，若反射鏡與毛細(xì)管軸處于失調(diào)狀態(tài)，即不垂直，此時所觀察到的鏡片上的十字絲像的交點偏離亮點，見圖5所示。這時就需要調(diào)整反射鏡了。

反射鏡是通過旋鈕進(jìn)行調(diào)整。旋鈕安裝在激光器的端面上，一般設(shè)計成正交調(diào)節(jié)，即調(diào)節(jié)兩個旋鈕時，反射鏡片分別繞X軸和Y軸擺動。在調(diào)節(jié)時，只是旋動，切忽施加壓力。調(diào)節(jié)其中一端的一個旋鈕，可觀察到十字叉絲的垂直線水平移動，調(diào)節(jié)垂直線與中心亮點位置重合，在調(diào)另一個旋鈕，此時十字絲像的水平線垂直移動，也應(yīng)使它與中心亮點重合，如圖6所示。注意：在快重合時，眼睛微移，以觀察不到兩點為止，這樣即使出光也不會照亮眼睛。反復(fù)調(diào)至到十字叉點與小亮點重合，垂直度就調(diào)好了。

                                     圖6

如果該激光器只是一端失調(diào)，即應(yīng)出光。如激光器兩端都失調(diào)時，用上述方法分別調(diào)整兩端。在調(diào)整時，由于觀察誤差，很難一次調(diào)整成功出光。所以在兩端都失調(diào)的情況下，一般需要反復(fù)調(diào)節(jié)多次。

（2）掃描法：

這種方法也是上述方法的繼續(xù)。及至激光器只有一端失調(diào)時，但失調(diào)度又不大，或者已用十字光靶法將十字絲像調(diào)到與亮點重合，還不出激光，則用掃描法進(jìn)行調(diào)節(jié)。

操作時，兩個旋鈕同時調(diào)節(jié)。一個旋鈕在原位緩慢的來回旋動或來回步進(jìn)旋動，另一個旋鈕在原位較快速的來回旋動。這就相當(dāng)于鏡片與管軸在基本垂直的位置上掃動，尋找最佳垂直位置，使之出光。在掃動過程中，一旦有激光閃出，就應(yīng)馬上停止旋動。然后，再用功率計監(jiān)視，仔細(xì)反復(fù)調(diào)整旋鈕，使輸出激光功率升高。

（3）跟蹤法：

此方法適用于垂直度失調(diào)，但失調(diào)度不大，有激光輸出的情況。激光器雖然有激光輸出，但功率并不高，再分別調(diào)節(jié)反射鏡時，功率也不升高，達(dá)不到原功率指標(biāo)。這是因為兩個反射鏡的平行度雖然已調(diào)好，但垂直度仍有很小的失調(diào)，此時雖有激光輸出，但功率低，如圖7.

                                         圖7

在調(diào)節(jié)反射鏡時，無論調(diào)到哪一端，都會使功率下降。因為只要調(diào)節(jié)，首先破壞了兩反射鏡的平行度，則功率就會下降，僅調(diào)一端反射鏡解決不了反射鏡與毛細(xì)管軸的垂直度問題。

在此狀態(tài)下，觀察輸出光斑圖樣，其圖樣不呈圓形，又不均勻，也不對稱。

在上述情況，激光器的垂直度失調(diào)不大時，很難判斷其失調(diào)的方位。由于有激光輸出，可以用功率計監(jiān)視調(diào)節(jié)。首先調(diào)節(jié)激光器尾端的一個旋鈕，順時針方向旋轉(zhuǎn)一個小角度，有意破壞其平行度，同時觀察激光功率，使輸出功率下降到原來調(diào)時功率值的1/4.然后再調(diào)節(jié)激光器前端所對應(yīng)的那個旋鈕，如果后端調(diào)節(jié)的是反射鏡繞X軸轉(zhuǎn)動的那個旋鈕，則前端也應(yīng)調(diào)節(jié)反射鏡繞X軸轉(zhuǎn)動的那個旋鈕。實際是用前端鏡片跟蹤后端的鏡片，來恢復(fù)兩鏡片的平行度。此時觀察輸出的功率值，如功率比原功率低，說明垂直度更差了，應(yīng)改為逆時針旋動后端旋鈕，前端再跟蹤調(diào)節(jié)。如功率呈上升趨勢，則繼續(xù)跟蹤調(diào)節(jié)，直至垂直度最佳，而平行度不被破壞，使功率達(dá)到最大值。用同樣的方法調(diào)節(jié)另外的那對旋鈕，使功率上升到最高值。要獲得最佳的垂直度，需要用該方法對兩組旋鈕反復(fù)進(jìn)行調(diào)整，最后達(dá)到激光功率最大。此時光斑圖樣也達(dá)到最佳，光強(qiáng)呈高斯型分布。