В комплекте используется лазерный диод мощностью 100 мВт, установленный на TE-кулере. Пространственное распределение лазерного луча измеряется с помощью 2D вращательного крепления. Универсальная управляющая электроника позволяет студентам оценить зависимость длины волны лазера от температуры лазерного чипа и тока инжекции лазера. Исследование длины волны лазера будет выполнено с помощью стержня Nd: YAG, который имеет хорошо известные переходы поглощения света. Поляризация лазерного излучения и его зависимость от тока инжекции будут анализироваться поляризационным фильтром, установленным в блоке вращения. Для стандартных применений предусмотрен цифровой вольтметр, который можно подключить к внутреннему усилителю контроллера лазерного диода для проведения измерений. Рекомендуется использовать осциллограф для измерений более высокого качества с модулированным лазерным излучением для компенсации светового излучения в окружающей среде и может быть предложен eLas по выбору.

Образовательные цели исследования

• Типы лазерных диодов
• Профиль луча
• Быстрая и медленная ось
• Спектральные свойства
• Лазерный порог
• Эффективность наклона
• Формирование луча
• Состояние поляризации

 Настройка и компоненты

1 плоский рельс 500 мм со шкалой

2 Лазерный источник света 100 мВт при 808 нм, стабилизированная температура, во вращающемся держателе на несущей платформе

3 Лазерный диодный контроллер LDS 1200

4 Коллиматор лазерного излучения в держателе на держателе

5 пара оптики в форме лазерного луча в держателе на держателе

6 Nd: YAG кристалл в держателе регулировки XY на держателе

7 Поляризационный фильтр в держателе на держателе

8 PIN-фото детектор в держателе на носителе

9 Цифровой вольтметр (3 ½ цифры)

10 Комплект соединительных кабелей (не показаны)

11 Руководство пользователя (не показано)

Измерения и обработка

Некоторые из возможных измерений представлены в следующем списке:

• Выходная мощность лазерного диода в зависимости от тока

Относительная выходная мощность лазерного диода может быть измерена в зависимости от тока инжекции. Ток лазерного диода либо ступенчато увеличивается при настройках контроллера, либо может периодически увеличиваться и уменьшаться внутренним модулятором контроллера. Относительная мощность лазера измеряется фотодиодным детектором, и оцениваются такие параметры, как лазерный порог и эффективность наклона.

• Распределение мощности в дальнем поле

Измерен профиль распределения мощности луча лазерного диода в дальнем поле. Модуль лазерного диода вращается вокруг шарнирного соединения его носителя. Интенсивность лазера в зависимости от угла поворота измеряется фотодиодным детектором. Из-за возможности вращения лазерного диода вокруг направления луча можно измерить профиль как быстрой, так и медленной оси.

• Измерение формы луча лазерного диода

Цель состоит в том, чтобы измерить форму эллиптического луча лазерного диода и определить перпендикулярный и параллельный угол излучения. Поскольку лазерный диод установлен в держателе с двумя степенями свободы вращения, все необходимые углы могут быть измерены без перемещения фотодиодного детектора. Из измеренных углов можно рассчитать и нарисовать форму эллиптического луча. 

• Формирование луча лазерных диодов

Сильная эллиптическая форма луча лазера часто является недостатком диодных лазеров по сравнению с твердотельными или газовыми лазерами с их почти круглым профилем луча. Для уменьшения эллиптичности до минимума используются линзы для формирования луча. Учебный комплект содержит две цилиндрические линзы для демонстрации того, как реализуется формирование этого луча.

• Поляризационное поведение лазерных диодов

Используя вращающийся анализатор и фотодиодный детектор, можно продемонстрировать распределение интенсивности света линейного поляризованного лазерного диода и его зависимость от cos2.

• Зависимость длины волны лазерных диодов

Измерен спектр поглощения кристалла Nd: YAG в зависимости от температуры лазерного диода. Используя известные линии поглощения Nd: YAG, измеряют интенсивность проходящего света или интенсивность флуоресценции кристалла. Изменяя температуру лазерного диода, его длина волны излучения сканируется. Рассчитана корреляция между температурой лазерного диода и сдвигом длины волны.

• Зависимость длины волны от тока инжекции

Увеличение длины волны, пропорциональной увеличению мощности, характерно для лазерных диодов. Чтобы компенсировать это поведение, необходимо варьировать его температуру. Работа на постоянной длине волны осуществляется посредством работы при минимуме поглощения (то есть максимальной передаче) и оптимизации температуры и тока для максимальной передачи.

• Измерение времени жизни флуоресцентного света

Уровень 4F3 / 2 является начальным уровнем для излучения при 1064 нм.

Выявлено время жизни флуоресценции кристалла Nd: YAG с накачкой лазерным диодом. Ток диода модулируется TTL и измеряется кривая затухания флуоресценции.