式算得(这里n=1) 2nL 500MHz 图3 的确,在一个干涉级(多普勒展宽)内,应有三个纵模,理论计算结果与实验相符。如果一个激光器能 在一个干涉级内只有一个纵模,就叫单模激光器。单模激光器不仅方向性好,而且单色性好。已知 6328nm激光谱线的多普勒展宽为1500MHz,由(3)式不难看出,实现单模运转最简便的一个办 法,就是将激光器腔长缩短到10cm以下。 2对某腔长L=50m的高阶多模He-Ne激光器经调试在示波屏上显示的模谱如图4(a)所 示。由于这里 C △a-21 =300MH 故应为5纵模激光器。又由图4(a)知△m+△n=3,所以应有TEM,TEMs,TEM12TEMn四种高阶 横模结构。即光斑应有四种花样,如图4(b)所示。一般情况下,观察到的光斑是这四种花样的动态 迭加。它是一个中间有几个暗点的较大光斑。表明发散的高阶横模激光東,其方向性比基模激光束 差,当然它的单色性也较差。 (b)图4 最后,给出共焦球面扫描干涉仪的腔长l,按照入射光干涉极大透过的条件,可以算出干涉仪的 自由光谱区p=4,即示波屏上相邻干涉级之间的对应频差这样就可在示波屏上测出纵模间 隔、任意二横模间的频差,还可以估算出荧光线宽(多普勒展宽)等。进而与根据(3)(4)式(当然R1, R2已知)分别计算的数值进行比较。 我们在教学中让学生用腔长l=5cm的扫描干涉仪,对三台以上不同模式的He-Ne激光器 进行测量,所得结果均与理论计算值符合,从而加深了同学们对He-Ne激光模式的理解。用类似 的方法,我们还让学生观测分析了Ar激光器的多模结构、荧光线宽等 至此,学生们对激光器模式的概念纵模、横模、多模、单模、基模、高阶模等一目了然,泾渭分 明 Study on Teaching of Analysis Test in Laser Model Lu bingsong (Physics Dept, Anhuei Normal University)