Verschiedene Wellenlängen eines He-Ne-Lasers

Kurzbeschreibung

Aufgrund der aufwändigen Justierarbeiten und der Gefahr einer Beschädigung des Lasersystems ist ein Transport in andere Hörsäle nicht möglich; der Betrieb somit nur im HS1 im Gebäude FMI und dem HS1200 in der Innenstadt möglich

Auf einer optischen Schiene kann mit Hilfe von einzelnen Bauteile der offene Aufbau eines He-Ne-Lasers realisiert werden.
Als Grundgerät dient uns eine He-Ne-Kapillarröhre mit zwei Brewster-Fenstern, Vorwiderstand und einer Hochspannungsversorgung
Dieses Lasersystem wird von der Firma PI micos vertrieben und ist hier erhältlich.
Das Hochspannungsgerät liefert eine Zündspannung von 10 KV und eine Betriebsspannung zwischen 2,2 und 2,6 KV bei einem Betriebsstrom von 6,5mA.
Je nach Standort und Auswahl der vorhandenen Spiegel erreicht man eine Ausgangsleistung von 0,1 - 4 mW.
Im Glasröhrchen befindet sich viel mehr Helium als Neon, sodass durch Elektronenstöße hauptsächlich Heliumatome in die angeregten Zustäande 21s und 23s gebracht werden
Der Laser unterliegt der Laserklasse 3R - Die entsprechenden Laserschutzrichtlinien sind zu beachten.
In der Grundeinstellung werden zwei Resonatorspiegel mit einer Brennweite von 700 und 1000 mm und etwa 99,8% Reflektivität verwendet. Nach dem Einschalten der Hochspannung beginnt der Aufbau zu lasen. Nun wird zwischen der He-Ne-Kapillarröhre und dem Spiegel mit der Brennweite 1000 mm ein doppelbrechender Kristall unter einem Winkel von 58 Grad eingestellt. Im Experiment wird der Kristall so gedreht, dass für eine bestimmte Wellenlänge das Licht nach passieren des Kristalls diejenige Polarisationsrichtung hat, die von den Brewsterfenstern hindurch gelassen wird. Somit hat der Kristall eine Filterfunktion bezüglich der Wellenlänge. Bei einem gut justierten System lassen sich folgende Wellenlängen auskoppeln

• 1. 611.8 nm
• 2. 629.8 nm
• 3. 632.8 nm
• 5. 640.1 nm

Es stehen 2 Möglichkeiten der Wellenlängenänderung zur Verfügung
1. Mit dem austretenden Strahl beleuchten wir ein Strichgitter und betrachten die erste Ordnung mit einem Lineal und einer Kamera. Je nach Wellenlänge erreichen wir eine andere Auslenkung des Strahls. Aufgrund der gerinegen Lichtempfindlichkeit sind aber keine Farbänderungen festzustellen.
2. Wir betrachten den ausgehenden Strahl direkt mit dem USB-Spektrometer. Dieses stellt berechnet die Wellenlänge und stellt die austretende Wellenlänge graphisch in Farbe und Intensität dar.

Betriebsanleitungen: Laser, Elektrogeräte

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