固體激光器的特點(diǎn)及應(yīng)用畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-03 10:12:34 本頁(yè)面
【正文】 ............................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 典型固體激光器的對(duì)比 .................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 摻鉺釔鋁石榴石激光器（ Er:YAG） ................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 固體激光器的工作原理和基本結(jié)構(gòu) .............................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 激光的特性 ........................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。Application ` i 目 錄 第 一章 引言 ................................................... 1 第二章 激光與激光器 ........................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 enumerates several typical solid state lasers, and through parison, summed up the advantages and disadvantages of solid state laser。 摘 要 固體激光器具有 許多 突出的優(yōu)點(diǎn)，它是當(dāng)前 獲得 應(yīng)用最廣泛的激光器之一。 and then, we introduces the application of solid state lasers in industrial processing, military field and BioMedical science and other aspects. At last, we analyses the direction of the solid state laser development. Keywords:Solidstate laser。 激光 .................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 激光器的發(fā)明與發(fā)展 ...................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 典型的固體激光器 .......................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 可調(diào)諧固體激光器 ............................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第四章 固體激光器的應(yīng)用 .................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第五章 展望 .............................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。自上世紀(jì) 60 年代，梅曼發(fā)明了全球首臺(tái)激光器以來(lái)，激光技術(shù)的發(fā)展至今已經(jīng)碩果累累，并且已經(jīng)在人類(lèi)社會(huì)的各行各業(yè)中普遍應(yīng)用。 目前激光器 的研究重點(diǎn) 方向是 使器件的 體積 愈來(lái)愈 小、 器件的 重量 愈來(lái)愈輕、效率 愈來(lái)愈 高、光束質(zhì)量 愈來(lái)愈 好、可靠性 愈 來(lái)愈強(qiáng) 、 生 命 愈來(lái)愈久 、運(yùn)轉(zhuǎn)愈來(lái)愈敏捷 的全固態(tài)激光器。 現(xiàn)如今，激光技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)是企業(yè)向信息化轉(zhuǎn)型的不可缺少的推動(dòng)力量，而且推動(dòng)了一個(gè)完整的高新技術(shù)鏈條的有序成長(zhǎng)。所以固體激光器的發(fā)展呈現(xiàn)出非常好的趨勢(shì)，具有非常廣闊的市場(chǎng)，有很 大的發(fā)展空間。 激光的特性 激光產(chǎn)生的機(jī)理與普通光源的發(fā)光 有區(qū)別 ，所以激光 具備 不同于普通光的特性：高度的方向性、單色性、相干性和高亮度 [2]。這樣我們就可以使光在很遠(yuǎn)的距離也能夠有很高的強(qiáng)度，這是光傳播距離的指標(biāo)，方向性越好，說(shuō)明其照射的距離越遠(yuǎn)。 1954 年，美國(guó)科學(xué)家湯斯和俄國(guó)科學(xué)家普羅霍羅夫得到了氨分子的粒子束發(fā)轉(zhuǎn)現(xiàn)象，不 久 之后 他們又 發(fā)現(xiàn)了微波的受激發(fā)射 。 1965 年， 人類(lèi)歷史上首臺(tái) CO2 激光器 在美國(guó)被 順利研發(fā)成功，這是 有史以來(lái)世界上首臺(tái) 可以生產(chǎn)大功率的激光器。激光器的 類(lèi)型 較多，我們可以遵循 以下的分類(lèi) 手段 將其 類(lèi)別 ： 1）工作物質(zhì)：按照這種方式我們可以將其 主要區(qū)別成 固體、氣體、 染料 、半導(dǎo)體、光纖以及自由電力 這六 種 類(lèi)型 。 這類(lèi)激光器的結(jié)構(gòu)如下圖 所示： 1） 工作物質(zhì) 工作物質(zhì)是激光器 能夠產(chǎn)生 作用 不可缺少 的關(guān)鍵 構(gòu)成成員 ，它 包括 激活粒子和基質(zhì) 兩種構(gòu)成成分 ?，F(xiàn)在惰性氣體是最經(jīng)常使用的泵浦源，而在小型的功 率器件中太陽(yáng)能 這 類(lèi)的泵浦源經(jīng)常用到，現(xiàn)在我們 在 這方面的 科研項(xiàng)目 正在 朝著 LD 泵浦 的 方向 邁進(jìn) ， 它的 優(yōu) 良特點(diǎn)格外的清晰 ：具有很強(qiáng)的光轉(zhuǎn)換率、功率大、穩(wěn)定性好、安全可靠、使用時(shí)間長(zhǎng)以及體積小等，現(xiàn)在它已經(jīng)是固體激光發(fā)展中最有發(fā)展前景的泵浦源?，F(xiàn)在一些比 較 小的固體激光器常常采用如圖 所示的橢圓形腔。 為了使 得激光器和其` 9 他構(gòu)件的安全，我們一般都是通過(guò)對(duì)工作物質(zhì)、泵浦系統(tǒng)以及聚光腔的降溫冷卻來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其的保護(hù)作用。 紅寶石激光器（ Cr3+:Al2O3） 紅寶石是摻有 一小部分 Cr3+離子的藍(lán)寶石（ Al2O3）， 這類(lèi) 激光器的工作物質(zhì)是紅寶石晶體（ Cr3+:Al2O3） , 其中 Cr3+是 用來(lái) 發(fā)光的激活粒子， 它屬于三能級(jí)系統(tǒng)，決定著輸出激光的光譜特性； 而 Al2O3是基質(zhì)晶體 [6]。 當(dāng)然 我們生活中的各種事物皆有它的長(zhǎng)處和缺陷 ， 它 也難免會(huì)有缺點(diǎn)：首先它是三能級(jí)的構(gòu)造， 因此所需要 構(gòu)建的閾值 比其它的 較大；其次 紅寶石 的 特性目標(biāo) 對(duì)于溫度 非常的 敏感；然后，對(duì)于它的激發(fā)頻率比較低，這就導(dǎo)致了它能夠長(zhǎng)時(shí)間的工作；發(fā)散角輸出通常 在三到十毫弧 這個(gè)范圍內(nèi) ， 稍微偏大 。由于它的工作物質(zhì)和與其對(duì) 應(yīng) 的光泵不同，所以能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的工作。氪燈與氙燈的構(gòu)造基本相同，區(qū)別是它的燈管內(nèi)充有大氣壓為 2 到 4 的氪氣。 圖 ?3Nd :YAG 能級(jí)結(jié)構(gòu) 摻鉺釔鋁石榴石激光器（ Er:YAG） 最近幾年，由于這類(lèi)激光器的波長(zhǎng)比較獨(dú)特，引起了科學(xué)家的廣泛關(guān)注，并且在醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面也取得了較大的應(yīng)用，對(duì)于未來(lái)的發(fā)展有很好的前景。 圖 Er:YAG 激光躍遷能級(jí)圖 ` 12 可調(diào)諧固體激光器 這 一 類(lèi)激光器也 具備了比 較多 的優(yōu)異的特點(diǎn) ： 它的 內(nèi)存 較大，能夠
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