典型激光器修改ppt課件(已修改)
2025-05-15 18:08 本頁面
【正文】 根據(jù)泵浦源種類和泵浦方式分類注入式激光器 光泵激光器 電子束泵浦 激光器半導(dǎo)體激光器 燈泵激光器 激光泵浦激光器 LD泵浦激光器 固體激 光器放電泵浦激光器 電子束泵浦激光器 微波泵浦激光器 氣體激光器 根據(jù)工作物質(zhì)分類 固體激光 器 ： 紅寶石， Nd:YAG， 釹玻璃氣體激光器 ： He—Ne ， CO2， 離子激光器液體激光器 ： 染料激光器半導(dǎo)體激光器 ：同質(zhì)結(jié)，異質(zhì)結(jié)，量子阱第八章：典型激光器 根據(jù)諧振腔類型分類：F—P 腔，平凹腔，聚焦腔，折疊腔，環(huán)形腔等。根據(jù)激光器的輸出波長分類：中紅外激光器，近紅外激光器，可見光激光器，紅光激光器，綠光激光器，藍光激光器，紫外激光器，深紫外激光器， X射線激光器根據(jù)激光器結(jié)構(gòu) （半導(dǎo)體激光器） 分類：同質(zhì)結(jié)激光器，單異質(zhì)結(jié)激光器，雙異質(zhì)結(jié)激光器，量子阱激光器，量子線激光器，量子點激光器固體激光工作物質(zhì)： 由 基質(zhì)材料 （晶體或玻璃）和少量 摻雜離子 （激活粒子）兩部分組成固體激光器分類晶體激光器： 紅寶石，釔鋁石榴石（ YAG）非晶體激光器： 玻璃、塑料目前最有實用價值的固體激光工作物質(zhì)： 紅寶石晶體，釹玻璃，摻釹釔鋁石榴石晶體，摻鈦藍寶石晶體。 固體激光器常用的激活粒子有：三價稀土金屬離子：釹 (Nd)、鉺 (Er)、鈥 (HO)離子等 .過渡金屬離子：鉻（ Cr3+）離子、鈦（ Ti3+）離子等。特點： 輸出能量大、峰值功率高、結(jié)構(gòu)緊湊，可實現(xiàn)調(diào) Q或鎖模輸出。 紅寶石（ Cr3+： Al2O3)激光器 紅寶石是在三氧化二鋁 (A12O3)中摻入少量的氧化鉻 (Cr2O3)生長成的晶體（重量比為 % ～ %) ，鉻離子濃度約為1019/cm3，吸收光譜特性主要取決于鉻離子 (Cr3＋ )，各向異性晶體，具有雙折射。紅寶石中鉻離子的吸收光譜U帶： 360~450nm （峰 410nm）Y帶： 510~600nm （峰 550nm） 入射光偏振方向平行或垂直光軸，吸收譜略有差別。1. 發(fā)光機理 紅寶石中鉻離子的能級結(jié)構(gòu)發(fā)射譜：R1線： （強）R2線： （弱） 上的粒子數(shù)占 47% ， 上的粒子數(shù)占 53% ，而且 與 之間存在快速弛豫，所以 R1線比 R2線優(yōu)先振蕩。 R1線一旦振蕩， 上的粒子及時補充到 上，因此不形成 R2線振蕩輸出。2. 輸出特性（ 1）三能級系統(tǒng)，閾值泵浦能量高，以 脈沖方式 運轉(zhuǎn) （ 6）調(diào) Q巨脈沖：峰值功率幾十 MW ，脈寬幾十 ns。 （ 2）溫度效應(yīng)明顯（溫度升高，移向長波，線寬增加）。溫度增加 10度，波長變化 。 （ 3）熒光線寬較大，有 100多個縱模振蕩，單色性差。（ 4）激光上能級壽命長（ 3ms），有利于儲能，輸出能量大。（ 5）激光器輸出紅光，適合應(yīng)用需要。1. 摻釹釔鋁石榴石激光器（ Nd:YAG） 將一定比例的 A12O Y2O3，和 Nd2O3 在單晶爐中進行熔化結(jié)晶而成。 Nd2O3的重量比為 % （摻入約 1% 原子百分比的釹離子），晶體呈淡紫色，它的激活粒子是釹離子 (Nd3＋ )，亞穩(wěn)態(tài)壽命 230微秒，有多個激發(fā)態(tài)，有多個激光下能級。吸收譜： 5條吸收帶，帶寬約 30nm。 ， ， ， ， ；以 ， 。 釹激光器（ 1）發(fā)光機理基態(tài)：（中心波長 810nm和750nm， 帶寬 30nm）泵浦（亞穩(wěn)態(tài)）無輻射躍遷（很快） 1064nm 四能級1350nm 四能級三能級946nmE2E2 （ 2） 輸出特性 四能級系統(tǒng)，閾值能量低，可連續(xù)運轉(zhuǎn)； 導(dǎo)熱率高，易于散熱； 尺寸長，均勻性好，易加工，價格低； 效率高： %~% 。 可連續(xù)運轉(zhuǎn)、脈沖運轉(zhuǎn)、調(diào) Q（納秒脈沖）、鎖模（皮秒脈沖）
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