【5A版】典型激光器的比较.ppt

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1、典型激光器1、常见激光器概述按激光工作介质：固体激光器(光纤激光器）气体激光器半导体激光器染料激光器自由电子激光器激光器的分类按化学组成：原子激光器分子激光器离子激光器自由电子激光器准分子激光器已记录到的激光振荡波长有一万种以上。激光运转方式:连续脉冲单脉冲重复频率准连续激光调制方式自由运转调Q锁模1.固体激光器分为晶体和玻璃两类，在基质材料中掺入激活离子而制成。目前已实现激光振荡的不同基质——掺杂体系的工作物质有200多种，但是，性能好，使用广泛的主要有下面三种。（1）钕玻璃激光器在玻璃中掺入稀土元素钕做工作物质

2、=1.053μm由于可获得大体积均匀性良好的钕玻璃，因而可制成大型器件，获得高能量和功率的激光，现已制成输出功率1014W激光器。（2）红宝石激光器工作方式：连续、脉冲发散角：10-3rad，一般为多模输出；泵浦功率>阈值10~20%→单模工作物质：红宝石晶体输出波长：输出线宽：（3）掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）输出波长：=1064nm、914nm、1319nm工作方式：连续、高重复率脉冲工作物质：YAG晶体内掺进稀土元素钕因可掺进较高浓度的钕，故工作物质单位体积能提供较高的激光功率，激光器也可作的比较小，若

3、半导体激光器作泵浦源的器件体积更小。ApplicationsSpectroscopy光谱学Fiberlaserresearch光纤激光器研究Telecommunicationsresearch远程通信研究Semiconductorstudies半导体研究（4）连续波可调谐钛蓝宝石激光器3900SCWTunableTi:sapphireLaser输出波长从675到1100nm由Arlaser或LD泵浦532nm激光器泵浦TEM00输出功率可达3.5WcwThehigh-performance,tunable,solid

4、stateIRlaser2.气体激光器工作物质:各种混合气体，光学均匀性好。气体激光器在单色性、光束稳定性方面比固体、半导体、液体激光器优越。谱线已达数千种(160nm~4mm)工作方式：连续运转（大多数）多数气体激光器有瞬时功率不高的弱点。原因：通常气体气压低，单位体积内粒子数少。（1）氦-氖激光器工作物质：氦氖混合气体激光由氖原子发射，氦气起改善气体放电条件，提高激光器输出功率的作用。输出波长：常用的为=632.8nm根据选择的工作条件激光器可以输出近红外、红光、黄光、绿光。（=3.39μm；=1.15μm

5、）（2）CO2激光器工作物质：CO2、He、N2、Xe的混合气体激光由CO2分子发射，其它气体协助改善激光器的工作条件，提高激光器输出功率水平和使用寿命。输出波长：=10.6μmCO2激光器是输出功率最高的气体激光器，有连续输出50kW；脉冲输出1012W的激光器。（3）氩离子气体激光器输出波长：=488nm；=514.5nm；在可见光区输出功率最高，输出功率从几瓦~几百瓦。氩/氪离子激光器，Stabilite2017Argon/KryptonIonLaser氦-镉激光器以镉金属蒸气为发光物质，主要有两条连续谱

6、线，即波长为325nm的紫外辐射和441.6nm的蓝光，典型输出功率分别为1～25mW和1～100mW。主要应用领域包括活字印刷、血细胞计数、集成电路芯片检验及激光诱导荧光实验等。俄罗斯PLASMA公司的氦镉激光器铜蒸气激光器一般通过电子碰撞激励，两条主要的工作谱线是波长510.5nm的绿光和578.2nm的黄光，典型脉冲宽度10～50nS，重复频率可达100KHz。当前水平一个脉冲的能量为1mJ左右。这就是说，平均功率可达100W，而峰值功率则高达100KW。氮分子激光器VSL-337ND-SNitrogenLas

7、er脉冲放电激励输出紫外光，峰值功率可达数十兆瓦，脉宽小于10nS，重复频率数十Hz~数千Hz，主要用作染料激光器的泵浦源，也可用于光谱分析、检测、医学及光化学方面。常见波长：337.1nm、357.7nm（3）氮分子激光器3.半导体激光器特点：体积最小、重量最轻，使用寿命长，有效使用时间超过10万小时。输出波长范围：紫外、可见、红外输出功率：mW、W、kW。由不同组分的半导体材料做成激光有源区和约束区的激光器。DFB半导体激光器示意图DBR半导体激光器示意图垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）量子级联激光器(qu

8、antumcascadelasers,QCLs)基于电子在半导体量子阱中导带子带间跃迁和声子辅助共振隧穿原理的新型单极半导体器件。光纤耦合（尾纤型-pigtailpackage）半导体激光器件ProLite型光纤耦合单发射激光器2、常见激光器工作特性1、固体激光器A、固体激光器基本结构及特性激光工作物质泵浦源聚光腔谐振腔冷却系统固体激光器的能量