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固體激光器的基本特性

星之球科技 來源:天琪激光2011-09-21 我要評論(0 )   

1、固體激光器的主要特點:多方式運行。可以在連續(xù)、脈沖、調Q、鎖模等狀態(tài)下運行,可以分別得到高平均功率、高重復頻率、高單脈沖能量、高峰值功率的激光束。多棒串聯(lián)...

1、固體激光器的主要特點:多方式運行??梢栽谶B續(xù)、脈沖、調Q、鎖模等狀態(tài)下運行,可以分別得到高平均功率、高重復頻率、高單脈沖能量、高峰值功率的激光束。多棒串聯(lián)的Nd:YAG激光器的平均功率超過4KW,調Q與鎖模的重復頻率高達幾十千赫,多級激光器的最大單脈沖能量可達數(shù)萬焦耳,放大后的鎖模脈沖的峰值功率高達1013—1014W/cm2;固體工作物質多達數(shù)百種,激光譜線可達數(shù)千條,大多在可見光和紅外波段,可以利用一些晶體實現(xiàn)二倍頻、三倍頻、四倍頻,得到紫外波段的激光,大大擴寬了幾個應用的波長范圍;結構緊湊、牢固耐用,價格適宜,應用廣泛;導光系統(tǒng)簡單,容易和光纖耦合,擴大了應用范圍。

2、固體激光器的基本結構。固體激光器由工作物質、泵浦源、聚光腔、光學諧振腔,冷卻系統(tǒng)、激光電源燈組成,主要采用光泵浦,工作物質中的激活粒子吸收光能,形成粒子數(shù)反轉,產生激光。

①工作物質是激光器的核心,由摻雜離子型基質晶體或玻璃組成。按激活離子能級結構,可分為三能級和四能級系統(tǒng)。紅寶石晶體是典型的三能級系統(tǒng),Nd:YAG晶體是典型的四能級系統(tǒng)。工作物質的形狀可做成圓棒狀、板條狀、圓盤狀等,使用最多的是圓棒狀。

②泵浦源為工作物質形成粒子數(shù)反轉提供光能量。常規(guī)泵浦源都是采用氪燈、氙燈等惰性氣體閃光燈。近些年采用激光二極管泵浦是固體激光器新的發(fā)展方向,體積小,效率高。

③聚光腔是將泵浦源發(fā)射的光能有效均勻地會聚到工作物質上,提高泵浦轉換效率。

④光學諧振腔由全反射鏡和部分放射精組成,使受激輻射光經過反饋形成放大和振蕩,輸出激光。

⑤冷卻系統(tǒng)式防止激光棒、燈聚光腔溫度過高,因為泵浦源發(fā)出的光能只有很少部分給激光棒吸收,大部分光能轉化為熱能,在高功率、大能量激光器中尤為重要。

⑥激光電源是為泵浦源提供電源,使泵浦源轉換為光能,用于泵浦工作物質。

 

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