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激光原理與技術--第二章 激光器的工作原理-預覽頁

2025-03-17 10:07 上一頁面

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【正文】 類 ?諧振腔的開放程度 ,閉腔、開腔、氣體波導腔 ?開放式光學諧振腔 (開腔 )通??梢苑譃榉€(wěn)定腔、非穩(wěn)定腔 ?反射鏡形狀 ,球面腔與非球面腔,端面反射腔與分布反饋腔 ?反射鏡的多少 ,兩鏡腔與多鏡腔,簡單腔與復合腔 12 閉腔、開腔、氣體波導腔 閉腔 開腔 氣體波導腔 固體激光器的工作物質(zhì)通常具有比較高的折射率,因此在側(cè)壁上將發(fā)生大量的全反射。光信息科學與技術 激 光 物 理 激光器的一般原理 2 激光物理 ?1960年第一臺紅寶石激光器問世后,激光技術領域迅速發(fā)展 ?已研制成功的激光器不下數(shù)百種,產(chǎn)生激光振蕩的譜線已有幾千條,分布于可見到近紅外區(qū),通過頻率變換技術可到紫外區(qū) ?最大連續(xù)輸出功率已達幾十萬瓦,最高脈沖輸出功率達百兆兆瓦 ?新的激光器仍在不斷出現(xiàn) 3 國家點火裝置 4 世界四大高能固體激光器 5 神光系統(tǒng) 6 激光器的構成 激光器由三部分組成:工作物質(zhì)、諧振腔和泵浦源 7 工作物質(zhì) ?合適的激光工作物質(zhì)是構成一臺激光器的首要物質(zhì)前提 ?最重要問題是一種物質(zhì)是否有合適的躍遷能級 —— 一般要求上能級 E2的自發(fā)輻射壽命大于下能級E1自發(fā)輻射壽命 ?固體、氣體、液體和半導體 ?紅寶石 —— 摻鉻氧化鋁晶體 8 泵浦源 ?激光工作物質(zhì)被激活,必須有外界的激勵作用,外加的激勵源,即泵浦源。 常用的基本概念: 光軸: 光學諧振腔中間垂直與鏡面的軸線 孔徑 :光學諧振腔中起著限制光束大小、形狀的元件,大多數(shù)情況下,孔徑是激活物質(zhì)的兩個端面,但一些激光器中會另外放置元件以限制光束為理想的形狀。這類光學諧振腔稱為 閉腔 這是激光技術歷史上最早提出的平行平面腔( FP腔)。 13 穩(wěn)定腔和非穩(wěn)定腔 看在腔內(nèi)是否存在穩(wěn)定振蕩的高斯光束 14 由兩塊相距為 L、平行放置的平面反射鏡構成 由兩個以上的反射鏡構成 雙凹球面鏡腔:由兩塊相距為 L,曲率半徑分別為 R1和 R2的凹球面反射鏡構成 R1+R2=L R1=R2=L 一般球面腔RL2R 15 光學諧振腔的作用 1. 提供光學正反饋作用 : 使得振蕩光束在腔內(nèi)行進一次時,除了由腔內(nèi)損耗和通過反射鏡輸出激光束等因素引起的光束能量減少外,還能保證有足夠能量的光束在腔內(nèi)多次往返經(jīng)受激活介質(zhì)的受激輻射放大而維持繼續(xù)振蕩。 ? 模式與腔的結構之間具有依賴關系 ? 光學諧振腔的模式分為: 縱模和橫模 17 諧振條件和駐波條件 ? 駐波的定義: 二振幅相同的相干波,在同一直線上反向傳播時迭加的結果稱為駐波。 22 激光諧振腔內(nèi)低階縱模分布示意圖 23 激光縱模分布示意圖 24 橫模 橫向 XY面內(nèi)的穩(wěn)定場分布 激光的模式用符號 : TEMmnq q為縱模的序數(shù) (縱向駐波波節(jié)數(shù) ), m,n (p,l)為橫模的序數(shù)。1 1 1
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