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激光器�
閱讀�7533�(shí)間:2010-10-16 16:11:28

  激光器件是各種能夠�(chǎn)生激光的器件總稱。近�(shù)十年�,激光技�(shù)及其�(yīng)用得到了迅速的普及和發(fā)�,新型激光器件不斷被開發(fā)出來,得到了多方面的�(yīng)��

分類

  激光器件可以分為三�(gè)大類�

  氣體激光器:如氦氖激光器、氬離子激光器、二氧化碳激光器��

  固體激光器

  其他激光器:如染料激光器、準(zhǔn)分子激光器、化�(xué)激光器��

原理

  各種激光器件的基本工作原理均相�,產(chǎn)生激光的必不可少的條件是粒子�(shù)反轉(zhuǎn)和增益大過損�,所以裝置中必不可少的組成部分有激勵(或抽�(yùn))源、具有亞�(wěn)�(tài)能級的工作介�(zhì)兩�(gè)部分。激勵是工作介質(zhì)吸收外來能量后激�(fā)到激�(fā)�(tài),為�(shí)�(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)�(chuàng)造條件。激勵方式有光學(xué)激�、電激�、化�(xué)激勵和核能激勵等。工作介�(zhì)具有亞穩(wěn)能級是使受激輻射占主�(dǎo)地位,從而實(shí)�(xiàn)光放大。激光器件中常見的組成部分還有諧振腔,但諧振腔( 見光�(xué)諧振腔)并非必不可少的組成部�,諧振腔可使腔內(nèi)的光子有一致的頻率、相位和�(yùn)行方向,從而使激光具有良好的方向性和相干�。而且,它可以很好地縮短工作物�(zhì)的長�,還能通過改變諧振腔長度來�(diào)節(jié)所�(chǎn)生激光的模式(即選模�,所以一般激光器件都具有諧振腔�

影響激光輸出的因素

    1、高增益帶來的高階離軸模振蕩

  2、固體工作物�(zhì)雜質(zhì),應(yīng)�,激活離子分布不均等缺陷引起的散射和折射

  3、光泵浦不均�?qū)е路崔D(zhuǎn)粒子�(shù)不均勻,引起折射率不均勻

  4、熱透鏡的會聚作用使�(fā)散角增大

  5、諧振腔的調(diào)整精�

主要用�

  由于激光器件具備的種種突出特點(diǎn),因而被很快�(yùn)用于工業(yè)、農(nóng)�(yè)、精密測量和探測、通訊與信息處�、醫(yī)�、軍事等各方面,并在許多�(lǐng)域引起了革命性的突破。比�,人們利用激光集中而極高的能量,可以對各種材料�(jìn)行加�,能夠做到在一�(gè)針頭上鉆200�(gè)孔;激光作為一種在生物�(jī)體上引起刺激、變異、燒�、汽化等效應(yīng)的手�,已在醫(yī)�、農(nóng)�(yè)的實(shí)際應(yīng)用上取得了良好效�;在通信�(lǐng)�,一條用激光柱傳送信號的光導(dǎo)電纜,可以攜帶相�(dāng)�2萬根電話銅線所攜帶的信息量;激光在軍事上除用于通信、夜視、預(yù)�、測距等方面外,多種激光武器和激光制�(dǎo)武器也已�(jīng)投入�(shí)��

  今后,隨著人類對激光技�(shù)的�(jìn)一步研究和�(fā)�,激光器件的性能將�(jìn)一步提�,成本將�(jìn)一步降低,但是它的�(yīng)用范圍卻還將繼續(xù)�(kuò)�,并將發(fā)揮出越來越巨大的作用�

特點(diǎn)

  �(yùn)行方式多樣:CW,PW,QCW,調(diào)Q,鎖模,高平均功�,高重復(fù)�,高單脈沖能量及高峰值功��

  譜線�,達(dá)�(shù)千條,分布于可見到近紅外區(qū),通過頻率變換技�(shù)可到紫外區(qū)

  系統(tǒng)簡單,制造容�,傳輸靈�,可接光�

  �(jié)�(gòu)緊湊,牢固耐用,價(jià)格適�

其他探索

  染料激光器的激勵源是光泵,可以用脈沖氙�,也可以用氮分子激光器�(fā)出的激�。用一種顏色的激光作光泵,結(jié)果能�(chǎn)生其他顏色的激光可以說是染料激光器的特�(diǎn)之一�

  這種根據(jù)需要可以隨�(shí)改變�(chǎn)生激光的波長的激光器,主要用于光譜學(xué)研究;許多物�(zhì)會有選擇地吸收某些波長的�,產(chǎn)生共振現(xiàn)�??茖W(xué)家用這些�(xiàn)象分析物�(zhì),了解材料結(jié)�(gòu);還用這些激光器來產(chǎn)生新的激�,研究一些奇異的光學(xué)和光譜學(xué)�(xiàn)��

起源與發(fā)�

     光纖通信所需的光�,應(yīng)該是可高速調(diào)制的光源,以便載送大容量信息。如激光器和發(fā)光管。所謂“調(diào)制”就是按照所要傳�?shù)男畔砀淖児獾膹?qiáng)度等,以承載信息� 1960年邁�(Maimen)�(fā)明紅寶石激光器。激�(Laser)與通常的光線的不同之處主要在于激光的光頻非常單純,具有線狀譜線,光�(xué)中稱為相干光,最適合做光纖通信的光源。而通常的光線的光頻十分雜亂,它包含許多波長。而通常的光線的光頻十分雜亂,它包含許多波長。相干光的特�(diǎn)是光能集�,是�(fā)散角很小,近似平行光。在紅寶石激光器�(fā)明后,各色各樣的激光器相繼誕生: 有氣體激光器,如氦氖激光器;有固體激光器,如YAG銥鋁石榴石激光器;有化學(xué)激光器;染料激光器�。其中半�(dǎo)體激光器最適合作光纖通信的光源,它的體積�,效率高,它的波長同光纖的低損失窗口相適�。但半導(dǎo)體激光器的制造工藝十分復(fù)雜,需要在極高純度無缺陷的襯底材料上外延生�5層摻雜的半導(dǎo)�,再在上面光刻微米尺寸的光波�(dǎo),其難度與光纖相�,有過之而無不及。于70年代�,室溫連續(xù)工作長壽命的半導(dǎo)體激光器終于制成�1976�,在美國亞特蘭大至華盛頓建立了世界上�(gè)�(shí)用化的光纖通信線路。此�(shí)半導(dǎo)體激光器尚未過關(guān),光源是采用半導(dǎo)體發(fā)光管。在80年代初,單模光纖和激光器已經(jīng)成熟,從此光纖通信大容量的�(yōu)越性逐步得到�(fā)��
     半導(dǎo)體激光器�(fā)出的�,譜線很�,能量集�,光束很�(xì),能高效率地射人芯直徑僅8微米的單模光纖中。當(dāng)今的高速光纖通信系統(tǒng)部采用半�(dǎo)體激光器做光源�

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