KEWLAB HNR系列氦氖激光器采用激光管和激光電源分離的結構，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。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，廣泛應用于多個領域。其結構一般包括激光管、電源及諧振腔等部分，激光管內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激光輸出。

1. 激光管參數

激光電源(yuan)實物圖(tu)

激光管實物(wu)圖

KEWLAB HNR系列氦氖激光器操作流程

(1) 拆開產品包裝，檢查產品是否完整(zheng)，如(ru)果(guo)貨(huo)物不完整(zheng)，或(huo)有不正確的貨(huo)物寄給你， 請立即(ji)聯系我司。

(2) 把激(ji)光(guang)管安裝在激(ji)光(guang)管座或其(qi)它(ta)固定夾具上，調整到合適的(de)位置進行固定，避(bi)免可 自由移動。夾緊激(ji)光(guang)管時(shi)切勿(wu)用力(li)過(guo)猛，否則會使(shi)鋁制外殼變形(xing)。

(3) 把激光(guang)(guang)管(guan)的兩根(gen)高壓電(dian)源線(xian)插(cha)到激光(guang)(guang)電(dian)源前面(mian)板(ban)上對應(ying)的插(cha)孔，注意正負(fu)位置，確 認(ren)插(cha)頭插(cha)到底部。

(4) 將激(ji)(ji)光電源(yuan)盒(he)的(de)(de)交流電接頭插入電源(yuan)插座，打(da)開(kai)電源(yuan)線(xian)上(shang)的(de)(de)線(xian)控開(kai)關(guan)(guan)，再打(da)開(kai)電源(yuan) 盒(he)后(hou)(hou)面板上(shang)的(de)(de)電源(yuan)開(kai)關(guan)(guan)，此時電源(yuan)盒(he)風扇會(hui)轉動(dong)，激(ji)(ji)光管有紅(hong)色(se)的(de)(de)激(ji)(ji)光射出，然后(hou)(hou) 根據需要激(ji)(ji)光頭作適當的(de)(de)位置調整(zheng)。產(chan)品使用(yong)完以(yi)后(hou)(hou)，按照(zhao)開(kai)機的(de)(de)相反順序關(guan)(guan)機。

 三(san)、實驗原理

從1960年代激(ji)(ji)光器問(wen)世以(yi)來，各(ge)種類(lei)型的(de)激(ji)(ji)光器相繼研(yan)制(zhi)成功，并因它所具有的(de)獨(du)特的(de)性能(neng)――高亮度、良(liang)好的(de)方向性，單色(se)性，相干性被廣(guang)泛應(ying)用于(yu)工業(ye)、農業(ye)、國防、計(ji)量、醫(yi)療等行業(ye)。其中氣體激(ji)(ji)光器是目(mu)前種類(lei)最多，應(ying)用廣(guang)泛的(de)一(yi)類(lei)激(ji)(ji)光器。而氦氖(nai)激(ji)(ji)光器又在氣體激(ji)(ji)光器中具有代表性，它制(zhi)作容易(yi)，運作可(ke)靠，所以(yi)我(wo)們就以(yi)氦氖(nai)激(ji)(ji)光器為典型實例(li)進行結構分析和實驗。

激光器一般具有三個組成部分(fen)：工作物質(增(zeng)益介質)，諧振腔(qiang)(光學共振腔(qiang))，激勵能源。其(qi)結構示意圖如圖1所示。

                                                            圖1

氦氖(nai)激光(guang)器(qi)的(de)工作物(wu)質為(wei)純度大于99.99%的(de)氦氣(qi)(qi)和氖(nai)氣(qi)(qi)。其(qi)中(zhong)氖(nai)氣(qi)(qi)是能(neng)激發出激光(guang)的(de)氣(qi)(qi)體，而(er)氦氣(qi)(qi)則是提(ti)供光(guang)放(fang)大條件(產生粒子(zi)數反轉(zhuan))的(de)氣(qi)(qi)體。他們按(an)一(yi)定(ding)的(de)比例，一(yi)定(ding)的(de)壓(ya)強充入用玻璃制(zhi)作的(de)放(fang)電管內。為(wei)了提(ti)高能(neng)量(liang)使氣(qi)(qi)體點(dian)燃，在其(qi)上面安裝(zhuang)陽極和陰極。

諧振(zhen)腔(qiang)(qiang)主要由腔(qiang)(qiang)體、反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡(jing)、毛(mao)細(xi)管(guan)(guan)構成，他們的(de)組合，共(gong)同保證光在腔(qiang)(qiang)體內振(zhen)蕩放(fang)大，最終(zhong)獲(huo)得激光輸出。其(qi)技術要求(qiu)是(shi)：毛(mao)細(xi)管(guan)(guan)(放(fang)電(dian)管(guan)(guan))的(de)直度(du)，兩(liang)個反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡(jing)的(de)平行度(du)和反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡(jing)片(pian)與毛(mao)細(xi)管(guan)(guan)的(de)垂直度(du)。毛(mao)細(xi)管(guan)(guan)不僅直度(du)要求(qiu)嚴格(ge)，其(qi)內徑尺寸也(ye)有(you)特殊要求(qiu)。反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡(jing)共(gong)有(you)兩(liang)片(pian)，其(qi)一片(pian)是(shi)全反(fan)(fan)(fan)的(de)凹(ao)面鏡(jing)，反(fan)(fan)(fan)射(she)率優于99.85%;另(ling)一片(pian)是(shi)一定透(tou)過率的(de)平面鏡(jing)，反(fan)(fan)(fan)射(she)率約98.5%。

氦(hai)氖(nai)激(ji)光(guang)器(qi)的(de)(de)激(ji)勵(li)能源一般是直(zhi)(zhi)流(liu)高(gao)壓(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)，稱之(zhi)為氦(hai)氖(nai)激(ji)光(guang)器(qi)電(dian)(dian)(dian)源。它將(jiang)市用220V交流(liu)電(dian)(dian)(dian)變換成直(zhi)(zhi)流(liu)高(gao)壓(ya)(ya)，并(bing)根據氣體放電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)特點，實(shi)現高(gao)壓(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)正常運(yun)轉。氦(hai)氖(nai)激(ji)光(guang)器(qi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)參數是：啟(qi)輝(hui)(點燃)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)和最佳(jia)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)。啟(qi)輝(hui)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)高(gao)于(yu)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，實(shi)驗用的(de)(de)激(ji)光(guang)器(qi)的(de)(de)啟(qi)輝(hui)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)為4500V,工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)約(yue)1200V，最佳(jia)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)約(yue)5mA.

調整方法：

對激光器(qi)進行(xing)調(diao)整，實際(ji)就是有針(zhen)對性地調(diao)整其毛(mao)細管(guan)(guan)直(zhi)度(du)、兩個反射(she)鏡之間的(de)平(ping)行(xing)度(du)、毛(mao)細管(guan)(guan)與反射(she)鏡的(de)垂直(zhi)度(du)(以(yi)下(xia)簡稱(cheng)直(zhi)度(du)、平(ping)行(xing)度(du)、垂直(zhi)度(du))，使激光器(qi)處于最(zui)佳狀(zhuang)態，獲得滿意的(de)性能(neng)指標(biao)。以(yi)下(xia)介紹幾種方法：

（1）十字光靶(ba)法(fa)（自準直法(fa)）：

這種方(fang)法適用(yong)(yong)于調(diao)整(zheng)反射鏡片與(yu)毛細管軸的(de)(de)垂(chui)直度失調(diao)而(er)導致不(bu)出光(guang)(guang)的(de)(de)激光(guang)(guang)器(qi)。調(diao)整(zheng)工具稱之為(wei)十(shi)(shi)字光(guang)(guang)靶(ba)，它(ta)是由一個光(guang)(guang)屏(ping)(ping)和照(zhao)(zhao)明小燈(deng)組成(cheng)。光(guang)(guang)屏(ping)(ping)用(yong)(yong)鋁板(ban)或(huo)(huo)鐵板(ban)制成(cheng)，大小約有(you)(you)6cmX6cm，一面(mian)涂(tu)有(you)(you)白漆，在中間打一個約1mm的(de)(de)小孔(kong)，并(bing)以小孔(kong)為(wei)中心點畫一個黑(hei)色(se)十(shi)(shi)字叉絲線。使(shi)用(yong)(yong)時，這個白屏(ping)(ping)必須用(yong)(yong)燈(deng)照(zhao)(zhao)明，因此可將一個燈(deng)泡(pao)安(an)裝在旁邊，組成(cheng)一體，便于使(shi)用(yong)(yong)，如圖(tu)2.臨時急用(yong)(yong)時，可用(yong)(yong)一張較厚的(de)(de)白紙片做(zuo)成(cheng)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)，用(yong)(yong)臺燈(deng)或(huo)(huo)手電(dian)照(zhao)(zhao)明，也(ye)成(cheng)為(wei)一個簡單的(de)(de)光(guang)(guang)靶(ba)。

                                                     圖2

首先將激光器點燃(ran)，使(shi)放電管(guan)輝光放電。將十字面(mian)對(dui)激光器輸出(chu)端，距(ju)離(li)在10cm左右。用眼睛通過光靶上的(de)小(xiao)孔去觀察(cha)毛(mao)細管(guan)的(de)軸心，如圖3所示(shi)。

如(ru)果太(tai)亮，可以(yi)(yi)在(zai)光(guang)靶(ba)與(yu)眼睛之間放(fang)(fang)入濾光(guang)片(pian)或(huo)帶上防護鏡(jing)，顏色為(wei)(wei)淺紅色或(huo)淺綠色。如(ru)果被調的(de)激光(guang)器功(gong)率較大(da)，為(wei)(wei)保護眼睛，可在(zai)腔內插入擋板，擋板放(fang)(fang)在(zai)不(bu)調整的(de)那(nei)一段腔內的(de)布窗與(yu)鏡(jing)片(pian)之間。也可以(yi)(yi)放(fang)(fang)入透明的(de)綠光(guang)片(pian)等，只(zhi)要放(fang)(fang)在(zai)腔內就可以(yi)(yi)抑制激光(guang)振蕩，防止(zhi)在(zai)調整時突然(ran)出光(guang)，直射眼睛。

                                       圖3

光靶(ba)(ba)(ba)的(de)小(xiao)孔(kong)對準毛(mao)細(xi)管(guan)(guan)(guan)的(de)軸(zhou)，并移(yi)動(dong)光靶(ba)(ba)(ba)的(de)位置(zhi)(zhi)，用眼(yan)睛觀(guan)察，選找毛(mao)細(xi)管(guan)(guan)(guan)中心的(de)亮(liang)點(dian)(dian)(dian)(關鍵之處(chu)(chu))。通過光靶(ba)(ba)(ba)從(cong)端面(mian)鏡觀(guan)察毛(mao)細(xi)管(guan)(guan)(guan)時，很容易看(kan)到毛(mao)細(xi)管(guan)(guan)(guan)內徑的(de)亮(liang)斑，不要(yao)誤認毛(mao)細(xi)管(guan)(guan)(guan)內孔(kong)的(de)亮(liang)斑為亮(liang)點(dian)(dian)(dian)。看(kan)此亮(liang)點(dian)(dian)(dian)的(de)要(yao)點(dian)(dian)(dian)是(shi)：必(bi)須沿著(zhu)毛(mao)細(xi)管(guan)(guan)(guan)軸(zhou)心看(kan);必(bi)須看(kan)毛(mao)細(xi)管(guan)(guan)(guan)內孔(kong)的(de)圓(yuan)處(chu)(chu)。如(ru)果這個亮(liang)點(dian)(dian)(dian)直徑小(xiao)于0.5毫米，則它(ta)就(jiu)是(shi)毛(mao)細(xi)管(guan)(guan)(guan)的(de)軸(zhou)心，如(ru)圖4.當看(kan)到小(xiao)亮(liang)點(dian)(dian)(dian)后，輕微移(yi)動(dong)光靶(ba)(ba)(ba)，讓亮(liang)點(dian)(dian)(dian)處(chu)(chu)在(zai)毛(mao)細(xi)管(guan)(guan)(guan)亮(liang)斑的(de)中心。此時不必(bi)管(guan)(guan)(guan)十字叉絲像所處(chu)(chu)的(de)位置(zhi)(zhi)，只(zhi)要(yao)達到圖4所示狀態，即說明已將光靶(ba)(ba)(ba)的(de)小(xiao)孔(kong)放在(zai)毛(mao)細(xi)管(guan)(guan)(guan)的(de)軸(zhou)線(xian)上了。

圖(tu)4                                                        圖(tu)5

繼續從小孔(kong)觀察(cha)反(fan)射鏡(jing)(jing)片上(shang)被燈照(zhao)明的(de)十字叉(cha)絲(si)像(xiang)，此(ci)時(shi)光(guang)靶的(de)小孔(kong)已放(fang)在毛細(xi)管(guan)軸線上(shang)了，若反(fan)射鏡(jing)(jing)與毛細(xi)管(guan)軸處于失(shi)調(diao)狀態，即不垂直，此(ci)時(shi)所觀察(cha)到的(de)鏡(jing)(jing)片上(shang)的(de)十字絲(si)像(xiang)的(de)交點(dian)偏離亮點(dian)，見圖5所示(shi)。這時(shi)就(jiu)需要調(diao)整(zheng)反(fan)射鏡(jing)(jing)了。

反(fan)(fan)射鏡是(shi)通過旋(xuan)鈕(niu)進行調(diao)(diao)(diao)整。旋(xuan)鈕(niu)安裝在(zai)激光(guang)器(qi)的端面(mian)上(shang)，一般設計成(cheng)正交調(diao)(diao)(diao)節(jie)，即(ji)調(diao)(diao)(diao)節(jie)兩(liang)個旋(xuan)鈕(niu)時，反(fan)(fan)射鏡片分別繞X軸和Y軸擺動(dong)。在(zai)調(diao)(diao)(diao)節(jie)時，只(zhi)是(shi)旋(xuan)動(dong)，切忽施加壓力。調(diao)(diao)(diao)節(jie)其(qi)中(zhong)一端的一個旋(xuan)鈕(niu)，可觀察到(dao)十字(zi)叉絲(si)的垂直線(xian)水平移動(dong)，調(diao)(diao)(diao)節(jie)垂直線(xian)與中(zhong)心(xin)亮(liang)點位置重(zhong)(zhong)合(he)，在(zai)調(diao)(diao)(diao)另一個旋(xuan)鈕(niu)，此時十字(zi)絲(si)像的水平線(xian)垂直移動(dong)，也(ye)應使它與中(zhong)心(xin)亮(liang)點重(zhong)(zhong)合(he)，如圖(tu)6所示。注意：在(zai)快重(zhong)(zhong)合(he)時，眼睛微移，以(yi)觀察不(bu)(bu)到(dao)兩(liang)點為止，這樣即(ji)使出光(guang)也(ye)不(bu)(bu)會(hui)照亮(liang)眼睛。反(fan)(fan)復調(diao)(diao)(diao)至到(dao)十字(zi)叉點與小(xiao)亮(liang)點重(zhong)(zhong)合(he)，垂直度(du)就調(diao)(diao)(diao)好了(le)。

                                     圖6

如果該激光器(qi)只是一(yi)(yi)端失調(diao)(diao)，即應(ying)出光。如激光器(qi)兩(liang)端都失調(diao)(diao)時，用上述方(fang)法分別調(diao)(diao)整兩(liang)端。在調(diao)(diao)整時，由于(yu)觀察(cha)誤差，很難(nan)一(yi)(yi)次調(diao)(diao)整成(cheng)功出光。所以在兩(liang)端都失調(diao)(diao)的情況下，一(yi)(yi)般(ban)需要(yao)反復調(diao)(diao)節多次。

（2）掃描(miao)法：

這種方法(fa)也是上(shang)述(shu)方法(fa)的繼續。及至激(ji)光(guang)器只有一(yi)端(duan)失調(diao)時，但失調(diao)度又不大(da)，或者(zhe)已用十字光(guang)靶法(fa)將十字絲(si)像(xiang)調(diao)到與亮點重合，還不出激(ji)光(guang)，則用掃描法(fa)進行調(diao)節。

操(cao)作(zuo)時(shi)，兩個旋鈕(niu)(niu)同時(shi)調(diao)節。一個旋鈕(niu)(niu)在(zai)原位(wei)緩慢的(de)來(lai)回(hui)旋動(dong)或來(lai)回(hui)步進(jin)旋動(dong)，另一個旋鈕(niu)(niu)在(zai)原位(wei)較快速(su)的(de)來(lai)回(hui)旋動(dong)。這就(jiu)相當于鏡片與管軸在(zai)基本垂(chui)直(zhi)的(de)位(wei)置(zhi)(zhi)上(shang)掃動(dong)，尋找最佳垂(chui)直(zhi)位(wei)置(zhi)(zhi)，使(shi)(shi)之出光(guang)(guang)。在(zai)掃動(dong)過程中，一旦有激光(guang)(guang)閃出，就(jiu)應(ying)馬上(shang)停(ting)止(zhi)旋動(dong)。然后，再(zai)用功率(lv)計監視，仔細反復調(diao)整旋鈕(niu)(niu)，使(shi)(shi)輸出激光(guang)(guang)功率(lv)升高。

（3）跟蹤法：

此方(fang)法適(shi)用于(yu)垂(chui)直(zhi)度(du)失調(diao)(diao)，但(dan)(dan)(dan)失調(diao)(diao)度(du)不大，有激光輸出(chu)的(de)情況。激光器雖(sui)然(ran)有激光輸出(chu)，但(dan)(dan)(dan)功(gong)率(lv)(lv)并(bing)不高，再分別調(diao)(diao)節反射鏡時，功(gong)率(lv)(lv)也不升高，達(da)不到原功(gong)率(lv)(lv)指標(biao)。這是(shi)因為兩個反射鏡的(de)平(ping)行度(du)雖(sui)然(ran)已調(diao)(diao)好，但(dan)(dan)(dan)垂(chui)直(zhi)度(du)仍有很小的(de)失調(diao)(diao)，此時雖(sui)有激光輸出(chu)，但(dan)(dan)(dan)功(gong)率(lv)(lv)低，如(ru)圖7.

                                         圖(tu)7

在調節(jie)反射鏡時，無論(lun)調到哪一端，都會(hui)使(shi)功率(lv)下(xia)降(jiang)。因為只(zhi)要調節(jie)，首先破壞了(le)兩反射鏡的平行度，則功率(lv)就會(hui)下(xia)降(jiang)，僅調一端反射鏡解決(jue)不(bu)了(le)反射鏡與毛細(xi)管軸的垂直度問(wen)題。

在此狀態下，觀察輸出光斑(ban)圖樣，其圖樣不(bu)呈圓形(xing)，又不(bu)均(jun)勻，也不(bu)對稱。

在上(shang)述情況，激(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)垂直(zhi)度(du)(du)失(shi)調(diao)(diao)(diao)不(bu)大(da)時，很難(nan)判斷其失(shi)調(diao)(diao)(diao)的(de)(de)(de)(de)方位。由于有(you)激(ji)(ji)光(guang)輸出(chu)(chu)，可(ke)以用(yong)功(gong)(gong)率(lv)計監(jian)視調(diao)(diao)(diao)節(jie)。首先(xian)調(diao)(diao)(diao)節(jie)激(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)尾端的(de)(de)(de)(de)一(yi)個旋(xuan)(xuan)鈕(niu)(niu)，順時針方向旋(xuan)(xuan)轉一(yi)個小(xiao)角度(du)(du)，有(you)意破壞其平(ping)行(xing)(xing)(xing)度(du)(du)，同(tong)時觀察激(ji)(ji)光(guang)功(gong)(gong)率(lv)，使輸出(chu)(chu)功(gong)(gong)率(lv)下降到(dao)(dao)原來(lai)調(diao)(diao)(diao)時功(gong)(gong)率(lv)值(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)1/4.然后(hou)再調(diao)(diao)(diao)節(jie)激(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)前(qian)端所對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)(de)那(nei)個旋(xuan)(xuan)鈕(niu)(niu)，如(ru)果(guo)后(hou)端調(diao)(diao)(diao)節(jie)的(de)(de)(de)(de)是反(fan)射(she)鏡繞(rao)X軸(zhou)轉動(dong)的(de)(de)(de)(de)那(nei)個旋(xuan)(xuan)鈕(niu)(niu)，則前(qian)端也(ye)應(ying)調(diao)(diao)(diao)節(jie)反(fan)射(she)鏡繞(rao)X軸(zhou)轉動(dong)的(de)(de)(de)(de)那(nei)個旋(xuan)(xuan)鈕(niu)(niu)。實際是用(yong)前(qian)端鏡片跟蹤(zong)后(hou)端的(de)(de)(de)(de)鏡片，來(lai)恢復(fu)兩(liang)鏡片的(de)(de)(de)(de)平(ping)行(xing)(xing)(xing)度(du)(du)。此(ci)時觀察輸出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)率(lv)值(zhi)(zhi)(zhi)，如(ru)功(gong)(gong)率(lv)比(bi)原功(gong)(gong)率(lv)低(di)，說明垂直(zhi)度(du)(du)更差了(le)，應(ying)改為(wei)逆時針旋(xuan)(xuan)動(dong)后(hou)端旋(xuan)(xuan)鈕(niu)(niu)，前(qian)端再跟蹤(zong)調(diao)(diao)(diao)節(jie)。如(ru)功(gong)(gong)率(lv)呈上(shang)升(sheng)趨勢(shi)，則繼續跟蹤(zong)調(diao)(diao)(diao)節(jie)，直(zhi)至垂直(zhi)度(du)(du)最(zui)佳(jia)(jia)(jia)，而平(ping)行(xing)(xing)(xing)度(du)(du)不(bu)被破壞，使功(gong)(gong)率(lv)達到(dao)(dao)最(zui)大(da)值(zhi)(zhi)(zhi)。用(yong)同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)方法調(diao)(diao)(diao)節(jie)另外(wai)的(de)(de)(de)(de)那(nei)對(dui)旋(xuan)(xuan)鈕(niu)(niu)，使功(gong)(gong)率(lv)上(shang)升(sheng)到(dao)(dao)最(zui)高(gao)值(zhi)(zhi)(zhi)。要獲得最(zui)佳(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)垂直(zhi)度(du)(du)，需要用(yong)該方法對(dui)兩(liang)組(zu)旋(xuan)(xuan)鈕(niu)(niu)反(fan)復(fu)進行(xing)(xing)(xing)調(diao)(diao)(diao)整，最(zui)后(hou)達到(dao)(dao)激(ji)(ji)光(guang)功(gong)(gong)率(lv)最(zui)大(da)。此(ci)時光(guang)斑圖樣也(ye)達到(dao)(dao)最(zui)佳(jia)(jia)(jia)，光(guang)強呈高(gao)斯(si)型分布。