Hình 2.11. Sơ đồ khối kỹ thuật lắp ráp hệ laser rắn Nd: YVO4 phát liên tục được bơm bằng laser diode công suất cao.
Trong đó:
+ L1 và L2 là hai thấu kính cùng tiêu cự.
+ M2 là gương laser vào hay còn gọi là gương cuối, đây là một gương cầu.
+ M1 là gương laser ra hay còn gọi là gương đầu, đây là một gương phẳng.
+ D1 và D2 là các Diaphragm.
2.3.2. Kỹ thuật lắp ráp hệ laser phát liên tục
Các yếu tố cơ-quang của hệ phải đáp ứng được một số chức năng và đặc tính kỹ thuật sau:
● Nguồn bơm laser để đạt được hiệu suất bơm quang học tốt nhất phải có:
Phổ phát xạ của laser bơm phải trùng với phổ hấp thụ của ion Nd3+.
Công suất laser bơm phải đủ lớn, đảm bảo cho hoạt động ổn định của laser Nd:YVO4 (nhiều lần trên ngưỡng).
Ổn định cao về cường độ và phổ trong quá trình làm việc hay nói cách khác laser diode phải được ổn định dòng bơm và nhiệt độ trong quá trình làm việc.
● Thấu kính bơm: để đảm bảo đạt được mật độ bơm quang học lớn thì khả năng hội tụ của thấu kính này phải cao, điều này đòi hỏi thấu kính sử dụng phải có tiêu cự ngắn.
● Gương cuối (gương vào) của buồng cộng hưởng laser Nd:YVO4 phải là gương có độ truyền qua cao (từ 95 % đến 100 %) ở bước sóng bơm (808 nm) nhưng có độ phản xạ rất cao ở bước sóng laser (1064 nm).
● Các yếu tố quang học phải có khả năng vi chỉnh chính xác, đáp ứng cho việc bố trí và điều chỉnh buồng cộng hưởng quang học của laser.
Sơ đồ khối của hệ laser lắp ráp được sử dụng cho việc xây dựng cấu hình laser được trình bày trên hình 2.11.
Với quá trình căn chỉnh, đề nghị nên có:
• Định hướng bằng laser He-Ne hoặc laser diode đỏ.
• Kính nhìn hồng ngoại (hoặc card hồng ngoại).
• Đồng hồ đo công suất laser.
• Kính bảo vệ mắt.
• Thước giấy cứng. Thước bọt nước.
Qui trình căn chỉnh được nêu ra dưới đây:
- Cố định laser diode xuống mặt bàn quang học. - Cố định đầu sợi quang lên giá đỡ.
- Nối đầu diode laser với bộ điều khiển laser và bật công tắc. Điều chỉnh để bức xạ từ laser diode phát ra song song với mặt bàn quang học.
- Lắp laser He-Ne cho tia laser chiếu thẳng đến đầu phát của laser diode sao cho hai chùm tia trùng nhau và cùng song song với mặt bàn quang học.
- Dùng hai diaphram D1 và D2 (đường kính lỗ 1 mm) để đánh dấu đường chuẩn.
- Dùng thấu kính bơm L để hội tụ chùm bơm của laser diode sao cho tâm thấu kính trùng với đường chuẩn. Đồng thời điểm hội tụ trùng với đường chuẩn.
- Lắp gương đầu M1 vào giá đỡ gương và cố định khối xuống bàn sao cho tia phản xạ của laser He-Ne đi qua D1 và D2 (rộng cỡ 1 mm).
- Lắp tinh thể laser vào giá đỡ tinh thể và cố định xuống bàn quang học sao cho điểm hội tụ của vết bơm đi vào tâm của tinh thể.
- Lắp gương cuối M2 vào giá đỡ gương và cố định khối xuống bàn sao cho tia phản xạ của laser He-Ne đi qua D1 và D2.
Thực hiện các tinh chỉnh của việc xoay tinh thể bằng cách nghiêng giá đỡ tương ứng và nghiêng giá đỡ gương M2 bằng cách xoay các vít vi chỉnh 2 chiều để có được sự phù hợp cần thiết.
Để công suất bơm ở một giá trị khá cao, sau đó tinh chỉnh sự đồng trục của quang hệ nhằm mục đích phát laser.
Kiểm tra đầu ra của laser bằng card hồng ngoại. Nếu có ánh sáng laser, ta sẽ thấy chấm sáng ở trên card.
Khi có chấm sáng (chói) trên card hồng ngoại thì chứng tỏ laser đã hoạt động. Khi hệ laser đã hoạt động, chúng ta cần tối ưu các đặc trưng hoạt động của hệ như về công suất, hình dạng chùm laser ... bằng cách tinh chỉnh vị trí của các gương và tinh thể laser.
CHƯƠNG III
CÁC KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN