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(ji)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) 拆開產品(pin)包裝，檢查產品(pin)是否(fou)完(wan)整，如果貨(huo)物不完(wan)整，或有(you)不正確的貨(huo)物寄給你， 請立即聯系我司。

(2) 把激光管(guan)安(an)裝在激光管(guan)座或其它固定(ding)夾(jia)具上，調整到合適的(de)位置進行固定(ding)，避免可 自由移動(dong)。夾(jia)緊(jin)激光管(guan)時(shi)切(qie)勿(wu)用力(li)過猛，否(fou)則會使(shi)鋁(lv)制外殼變形。

(3) 把激(ji)光管的兩根高壓(ya)電源(yuan)線(xian)插到激(ji)光電源(yuan)前面(mian)板(ban)上對應的插孔，注意正(zheng)負位置，確 認插頭插到底部。

(4) 將激光(guang)電(dian)源盒(he)的(de)交(jiao)流電(dian)接(jie)頭(tou)插(cha)入電(dian)源插(cha)座，打開(kai)(kai)(kai)電(dian)源線(xian)上(shang)的(de)線(xian)控開(kai)(kai)(kai)關，再打開(kai)(kai)(kai)電(dian)源 盒(he)后面板上(shang)的(de)電(dian)源開(kai)(kai)(kai)關，此時電(dian)源盒(he)風(feng)扇會轉動，激光(guang)管有紅(hong)色的(de)激光(guang)射出(chu)，然后 根據需要激光(guang)頭(tou)作適當的(de)位(wei)置調整。產品使用完以后，按照開(kai)(kai)(kai)機(ji)的(de)相反(fan)順序(xu)關機(ji)。

 三、實驗原理

從1960年代激光(guang)器(qi)問世以來，各種類(lei)型的激光(guang)器(qi)相繼研制成功，并因它所(suo)具(ju)有(you)的獨特(te)的性(xing)能――高亮度、良好的方向(xiang)性(xing)，單色性(xing)，相干性(xing)被廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)于工業(ye)、農業(ye)、國防、計(ji)量、醫療等行(xing)業(ye)。其中氣體激光(guang)器(qi)是(shi)目前種類(lei)最(zui)多(duo)，應(ying)用(yong)廣(guang)泛(fan)的一類(lei)激光(guang)器(qi)。而氦氖激光(guang)器(qi)又在氣體激光(guang)器(qi)中具(ju)有(you)代表(biao)性(xing)，它制作容(rong)易，運(yun)作可靠，所(suo)以我們(men)就以氦氖激光(guang)器(qi)為典型實(shi)例進行(xing)結(jie)構分(fen)析和實(shi)驗。

激光(guang)器(qi)一般具有三個組成部(bu)分：工(gong)作物質(增益(yi)介質)，諧振腔(光(guang)學共振腔)，激勵能源。其結構示意圖(tu)如圖(tu)1所示。

                                                            圖1

氦氖(nai)激光器的(de)(de)工作物質為純度大(da)于99.99%的(de)(de)氦氣(qi)和氖(nai)氣(qi)。其(qi)中(zhong)氖(nai)氣(qi)是能激發出激光的(de)(de)氣(qi)體，而氦氣(qi)則是提供光放大(da)條件(jian)(產生(sheng)粒子數(shu)反轉)的(de)(de)氣(qi)體。他們(men)按一(yi)定的(de)(de)比(bi)例，一(yi)定的(de)(de)壓(ya)強充入用玻璃制作的(de)(de)放電(dian)管內(nei)。為了提高能量使(shi)氣(qi)體點燃，在其(qi)上面安裝陽(yang)極和陰極。

諧振腔(qiang)主要(yao)由腔(qiang)體、反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)(jing)、毛細管(guan)(guan)構(gou)成，他們的(de)(de)組合(he)，共同(tong)保證(zheng)光在腔(qiang)體內振蕩放大，最終(zhong)獲得激光輸出。其(qi)技術要(yao)求是(shi)：毛細管(guan)(guan)(放電(dian)管(guan)(guan))的(de)(de)直(zhi)(zhi)度(du)，兩(liang)個反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)平行度(du)和反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)(jing)片與毛細管(guan)(guan)的(de)(de)垂(chui)直(zhi)(zhi)度(du)。毛細管(guan)(guan)不僅(jin)直(zhi)(zhi)度(du)要(yao)求嚴格，其(qi)內徑尺寸也有特殊要(yao)求。反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)(jing)共有兩(liang)片，其(qi)一(yi)片是(shi)全反(fan)的(de)(de)凹面鏡(jing)(jing)(jing)，反(fan)射(she)率優于99.85%;另一(yi)片是(shi)一(yi)定透過率的(de)(de)平面鏡(jing)(jing)(jing)，反(fan)射(she)率約98.5%。

氦(hai)氖激(ji)光器(qi)的(de)激(ji)勵能源一般是(shi)直(zhi)流(liu)(liu)高(gao)壓(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，稱之(zhi)為(wei)氦(hai)氖激(ji)光器(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源。它將市用(yong)220V交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)變換成直(zhi)流(liu)(liu)高(gao)壓(ya)(ya)，并根據氣(qi)體放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)特點，實(shi)現(xian)高(gao)壓(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)正常運轉(zhuan)。氦(hai)氖激(ji)光器(qi)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)參數是(shi)：啟輝(點燃)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)和最佳工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)。啟輝電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)高(gao)于工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，實(shi)驗(yan)用(yong)的(de)激(ji)光器(qi)的(de)啟輝電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)為(wei)4500V,工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)約1200V，最佳工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)約5mA.

調整方(fang)法(fa)：

對激光器進行調整，實際(ji)就是有針對性(xing)地(di)調整其毛細管直(zhi)(zhi)度、兩個(ge)反(fan)射鏡之間的平(ping)行度、毛細管與反(fan)射鏡的垂(chui)直(zhi)(zhi)度(以(yi)下簡稱直(zhi)(zhi)度、平(ping)行度、垂(chui)直(zhi)(zhi)度)，使(shi)激光器處(chu)于最佳(jia)狀態，獲得滿意的性(xing)能指(zhi)標(biao)。以(yi)下介(jie)紹幾種方法：

（1）十字光靶法（自準直法）：

這種方法(fa)適用(yong)于調(diao)整反射鏡片與毛細管(guan)軸(zhou)的垂直度失調(diao)而(er)導(dao)致不出光(guang)(guang)的激光(guang)(guang)器(qi)。調(diao)整工具稱之為十字光(guang)(guang)靶，它是由一(yi)個(ge)光(guang)(guang)屏和照明小燈(deng)組成(cheng)(cheng)。光(guang)(guang)屏用(yong)鋁板(ban)或(huo)鐵板(ban)制成(cheng)(cheng)，大小約有6cmX6cm，一(yi)面涂有白(bai)漆，在(zai)中間打一(yi)個(ge)約1mm的小孔，并以(yi)小孔為中心點畫一(yi)個(ge)黑色十字叉絲線(xian)。使(shi)用(yong)時，這個(ge)白(bai)屏必須(xu)用(yong)燈(deng)照明，因此可將一(yi)個(ge)燈(deng)泡安裝(zhuang)在(zai)旁(pang)邊，組成(cheng)(cheng)一(yi)體，便(bian)于使(shi)用(yong)，如圖(tu)2.臨時急用(yong)時，可用(yong)一(yi)張較(jiao)厚的白(bai)紙片做成(cheng)(cheng)光(guang)(guang)屏，用(yong)臺燈(deng)或(huo)手電照明，也成(cheng)(cheng)為一(yi)個(ge)簡單的光(guang)(guang)靶。

                                                     圖2

首先將激光(guang)器點燃，使放電(dian)管(guan)輝(hui)光(guang)放電(dian)。將十(shi)字(zi)面對激光(guang)器輸(shu)出端，距(ju)離在(zai)10cm左右。用眼睛通過光(guang)靶上的(de)小孔去觀(guan)察毛細管(guan)的(de)軸心，如圖(tu)3所(suo)示。

如果太亮，可(ke)(ke)以在(zai)光(guang)(guang)靶(ba)與眼睛之間放(fang)(fang)入濾(lv)光(guang)(guang)片(pian)或帶上防(fang)護(hu)鏡，顏色為(wei)淺(qian)紅色或淺(qian)綠色。如果被調(diao)的(de)激(ji)光(guang)(guang)器功率(lv)較大(da)，為(wei)保護(hu)眼睛，可(ke)(ke)在(zai)腔內(nei)插入擋(dang)板，擋(dang)板放(fang)(fang)在(zai)不調(diao)整的(de)那一段腔內(nei)的(de)布窗(chuang)與鏡片(pian)之間。也可(ke)(ke)以放(fang)(fang)入透明的(de)綠光(guang)(guang)片(pian)等，只要放(fang)(fang)在(zai)腔內(nei)就可(ke)(ke)以抑制激(ji)光(guang)(guang)振蕩，防(fang)止在(zai)調(diao)整時突(tu)然出光(guang)(guang)，直(zhi)射眼睛。

                                       圖3

光(guang)(guang)靶(ba)的(de)(de)小(xiao)孔對準毛(mao)(mao)細(xi)(xi)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)軸(zhou)，并移動光(guang)(guang)靶(ba)的(de)(de)位置(zhi)，用眼睛(jing)觀(guan)察，選找毛(mao)(mao)細(xi)(xi)管(guan)(guan)(guan)中心的(de)(de)亮點(dian)(dian)(關(guan)鍵之(zhi)處(chu))。通過(guo)光(guang)(guang)靶(ba)從端面鏡觀(guan)察毛(mao)(mao)細(xi)(xi)管(guan)(guan)(guan)時(shi)(shi)，很容易看(kan)(kan)到毛(mao)(mao)細(xi)(xi)管(guan)(guan)(guan)內(nei)(nei)徑的(de)(de)亮斑(ban)，不要誤認毛(mao)(mao)細(xi)(xi)管(guan)(guan)(guan)內(nei)(nei)孔的(de)(de)亮斑(ban)為(wei)亮點(dian)(dian)。看(kan)(kan)此(ci)亮點(dian)(dian)的(de)(de)要點(dian)(dian)是：必須(xu)沿著(zhu)毛(mao)(mao)細(xi)(xi)管(guan)(guan)(guan)軸(zhou)心看(kan)(kan);必須(xu)看(kan)(kan)毛(mao)(mao)細(xi)(xi)管(guan)(guan)(guan)內(nei)(nei)孔的(de)(de)圓(yuan)處(chu)。如(ru)(ru)果這(zhe)個亮點(dian)(dian)直徑小(xiao)于(yu)0.5毫(hao)米，則它就是毛(mao)(mao)細(xi)(xi)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)軸(zhou)心，如(ru)(ru)圖4.當看(kan)(kan)到小(xiao)亮點(dian)(dian)后，輕微(wei)移動光(guang)(guang)靶(ba)，讓亮點(dian)(dian)處(chu)在(zai)毛(mao)(mao)細(xi)(xi)管(guan)(guan)(guan)亮斑(ban)的(de)(de)中心。此(ci)時(shi)(shi)不必管(guan)(guan)(guan)十字叉絲像所處(chu)的(de)(de)位置(zhi)，只要達(da)到圖4所示(shi)狀態(tai)，即(ji)說明已將(jiang)光(guang)(guang)靶(ba)的(de)(de)小(xiao)孔放在(zai)毛(mao)(mao)細(xi)(xi)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)軸(zhou)線上了。

圖(tu)4                                                        圖(tu)5

繼續從(cong)小孔觀察反(fan)射(she)鏡片上被燈(deng)照明的(de)(de)十(shi)字叉(cha)絲(si)像，此時光靶的(de)(de)小孔已放在毛(mao)細(xi)管軸(zhou)線上了，若反(fan)射(she)鏡與(yu)毛(mao)細(xi)管軸(zhou)處(chu)于失調狀態，即不垂直，此時所(suo)觀察到的(de)(de)鏡片上的(de)(de)十(shi)字絲(si)像的(de)(de)交點偏離亮(liang)點，見圖(tu)5所(suo)示(shi)。這時就需要調整(zheng)反(fan)射(she)鏡了。

反射鏡是通過旋(xuan)(xuan)鈕進行調(diao)整(zheng)。旋(xuan)(xuan)鈕安裝在(zai)激光(guang)器的(de)端(duan)面上，一(yi)(yi)般(ban)設計(ji)成(cheng)正交調(diao)節(jie)，即調(diao)節(jie)兩個旋(xuan)(xuan)鈕時，反射鏡片分別繞X軸(zhou)和Y軸(zhou)擺動。在(zai)調(diao)節(jie)時，只是旋(xuan)(xuan)動，切忽施(shi)加(jia)壓力(li)。調(diao)節(jie)其(qi)中(zhong)(zhong)一(yi)(yi)端(duan)的(de)一(yi)(yi)個旋(xuan)(xuan)鈕，可觀察到(dao)十字叉絲(si)的(de)垂直線(xian)水平移動，調(diao)節(jie)垂直線(xian)與中(zhong)(zhong)心亮點(dian)位置(zhi)重(zhong)合，在(zai)調(diao)另一(yi)(yi)個旋(xuan)(xuan)鈕，此時十字絲(si)像的(de)水平線(xian)垂直移動，也應使它(ta)與中(zhong)(zhong)心亮點(dian)重(zhong)合，如圖6所示。注意：在(zai)快重(zhong)合時，眼睛微(wei)移，以觀察不到(dao)兩點(dian)為止(zhi)，這(zhe)樣即使出光(guang)也不會照亮眼睛。反復調(diao)至到(dao)十字叉點(dian)與小(xiao)亮點(dian)重(zhong)合，垂直度就調(diao)好了。

                                     圖6

如果該激光器只是一(yi)端失(shi)調，即應(ying)出光。如激光器兩(liang)端都(dou)失(shi)調時，用(yong)上述方(fang)法分(fen)別調整(zheng)(zheng)兩(liang)端。在(zai)調整(zheng)(zheng)時，由于觀察(cha)誤差，很難一(yi)次(ci)調整(zheng)(zheng)成功出光。所以在(zai)兩(liang)端都(dou)失(shi)調的情況下，一(yi)般需要反復調節多次(ci)。

（2）掃描法：

這種方(fang)法(fa)(fa)(fa)也(ye)是上述方(fang)法(fa)(fa)(fa)的繼(ji)續(xu)。及至激(ji)光器只(zhi)有一端(duan)失調時，但失調度又(you)不(bu)大，或者已用十字光靶(ba)法(fa)(fa)(fa)將十字絲像調到與亮點重合，還不(bu)出激(ji)光，則用掃描法(fa)(fa)(fa)進行調節。

操作(zuo)時，兩(liang)個(ge)旋(xuan)鈕(niu)(niu)同時調節。一(yi)個(ge)旋(xuan)鈕(niu)(niu)在(zai)原(yuan)位(wei)緩慢的(de)來(lai)回(hui)旋(xuan)動(dong)或來(lai)回(hui)步進旋(xuan)動(dong)，另一(yi)個(ge)旋(xuan)鈕(niu)(niu)在(zai)原(yuan)位(wei)較(jiao)快(kuai)速(su)的(de)來(lai)回(hui)旋(xuan)動(dong)。這(zhe)就(jiu)相當于鏡片與管(guan)軸(zhou)在(zai)基本垂直的(de)位(wei)置上掃動(dong)，尋找(zhao)最佳垂直位(wei)置，使之(zhi)出光(guang)。在(zai)掃動(dong)過程中，一(yi)旦(dan)有(you)激(ji)光(guang)閃出，就(jiu)應馬上停止旋(xuan)動(dong)。然后，再用(yong)功(gong)率(lv)計監視(shi)，仔細反(fan)復調整旋(xuan)鈕(niu)(niu)，使輸出激(ji)光(guang)功(gong)率(lv)升高。

（3）跟蹤(zong)法：

此方法適用于垂直(zhi)度失調，但失調度不(bu)大，有激(ji)(ji)光(guang)輸出的(de)情況(kuang)。激(ji)(ji)光(guang)器雖然有激(ji)(ji)光(guang)輸出，但功(gong)率并不(bu)高，再分別調節反(fan)射(she)鏡(jing)時，功(gong)率也(ye)不(bu)升高，達不(bu)到原功(gong)率指標。這是因為兩個反(fan)射(she)鏡(jing)的(de)平行度雖然已調好，但垂直(zhi)度仍有很小的(de)失調，此時雖有激(ji)(ji)光(guang)輸出，但功(gong)率低(di)，如圖7.

                                         圖7

在調(diao)節反射(she)(she)鏡時(shi)，無論調(diao)到哪一(yi)端，都會(hui)使功率下降(jiang)。因為(wei)只要調(diao)節，首先破(po)壞了兩反射(she)(she)鏡的(de)平行度，則功率就會(hui)下降(jiang)，僅調(diao)一(yi)端反射(she)(she)鏡解(jie)決不了反射(she)(she)鏡與毛(mao)細管(guan)軸的(de)垂(chui)直度問題(ti)。

在此狀態下，觀察(cha)輸出光斑圖樣(yang)，其圖樣(yang)不呈(cheng)圓(yuan)形(xing)，又不均(jun)勻，也不對稱。

在(zai)上述情(qing)況，激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器的(de)垂直(zhi)(zhi)度(du)(du)(du)失(shi)調(diao)(diao)(diao)不大時，很難判斷其(qi)(qi)失(shi)調(diao)(diao)(diao)的(de)方位。由于有(you)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)輸出(chu)，可以用功(gong)(gong)率(lv)(lv)計監視調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)。首先(xian)調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器尾(wei)端(duan)(duan)的(de)一個(ge)旋鈕，順時針方向旋轉(zhuan)一個(ge)小角度(du)(du)(du)，有(you)意破(po)壞其(qi)(qi)平行(xing)(xing)度(du)(du)(du)，同時觀察激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)功(gong)(gong)率(lv)(lv)，使(shi)輸出(chu)功(gong)(gong)率(lv)(lv)下降到(dao)(dao)原(yuan)(yuan)來調(diao)(diao)(diao)時功(gong)(gong)率(lv)(lv)值(zhi)的(de)1/4.然后(hou)再(zai)調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器前端(duan)(duan)所對應的(de)那個(ge)旋鈕，如果后(hou)端(duan)(duan)調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)的(de)是反射鏡繞X軸(zhou)轉(zhuan)動(dong)的(de)那個(ge)旋鈕，則前端(duan)(duan)也(ye)應調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)反射鏡繞X軸(zhou)轉(zhuan)動(dong)的(de)那個(ge)旋鈕。實際是用前端(duan)(duan)鏡片(pian)跟(gen)(gen)蹤后(hou)端(duan)(duan)的(de)鏡片(pian)，來恢復(fu)兩(liang)鏡片(pian)的(de)平行(xing)(xing)度(du)(du)(du)。此(ci)時觀察輸出(chu)的(de)功(gong)(gong)率(lv)(lv)值(zhi)，如功(gong)(gong)率(lv)(lv)比(bi)原(yuan)(yuan)功(gong)(gong)率(lv)(lv)低，說(shuo)明(ming)垂直(zhi)(zhi)度(du)(du)(du)更差了，應改(gai)為逆時針旋動(dong)后(hou)端(duan)(duan)旋鈕，前端(duan)(duan)再(zai)跟(gen)(gen)蹤調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)。如功(gong)(gong)率(lv)(lv)呈上升趨(qu)勢，則繼續跟(gen)(gen)蹤調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)，直(zhi)(zhi)至垂直(zhi)(zhi)度(du)(du)(du)最(zui)佳(jia)，而平行(xing)(xing)度(du)(du)(du)不被破(po)壞，使(shi)功(gong)(gong)率(lv)(lv)達(da)到(dao)(dao)最(zui)大值(zhi)。用同樣的(de)方法調(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)另外的(de)那對旋鈕，使(shi)功(gong)(gong)率(lv)(lv)上升到(dao)(dao)最(zui)高值(zhi)。要獲得最(zui)佳(jia)的(de)垂直(zhi)(zhi)度(du)(du)(du)，需要用該方法對兩(liang)組旋鈕反復(fu)進行(xing)(xing)調(diao)(diao)(diao)整，最(zui)后(hou)達(da)到(dao)(dao)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)功(gong)(gong)率(lv)(lv)最(zui)大。此(ci)時光(guang)(guang)(guang)(guang)斑圖(tu)樣也(ye)達(da)到(dao)(dao)最(zui)佳(jia)，光(guang)(guang)(guang)(guang)強呈高斯型分布(bu)。