实验

6-1 

脉冲固体激光器输出特性研究

【实验目的】

1

、了解脉冲固体激光器的基本结构和基本原理，并练习调整激光器谐振腔，使其输出

激光。

2

、测定脉冲激光器的输出特性曲线，找出光泵能量阈值，计算出激光器的绝对效率和

斜效率。

3

、测定激光器输出光束的发散角。

【实验原理】

（一）固体激光器的基本结构和工作原理

激光器是根据激光产生的机制而设计的。它由工作物质，泵浦系统和光学谐振腔等部

分组成。实验所用

YAG

激光器的结构如图

6-1-1

所示。

1

、工作物质

要形成激光，首先必须利用激励源使工作物质激活，既使工作物质内部的电子在某些

能级之间实现粒子数的反转分布。粒子数反转分布的条件是

1

1

2

2

1



N

g

N

g

                (6-1-1) 

式中

1

N

一下能级的粒子数密度；

2

N

一上能级的粒子数密度；

2

1

,

g

g

一下能级

1

E

和上能级

2

E

的统计权重。

YAG

脉

冲固

体激

光器

采用

掺钕

钇铝

石榴

石

（

Y

AG

：

Nd

3+

）作为工作物质，它具有四能级系统，

其简化能级图如图

6-1-2

所示。

2

、泵浦系统

本实验中所用

YAG

激光器的光泵系统由聚光

腔、脉冲氙灯和它的供电系统以及触发器组成。直

流电源给储能电容充电到数百伏，并加到氙灯的两

极，这时氙灯不发光。触发器接通后，立即发出一个一万多伏的电脉冲使氙灯导通，这时储

能电容通过氙灯放电，

氙灯发出强烈的闪光。

此光激活工作物质，

处于基态的粒子向高能级