《激光常见知识》PPT课件.pptx

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1、激光常见知识1常见的非线性光学现象弹性作用：二次谐波SHG，三波混频，参量放大，双光子吸收非弹性作用：拉曼散射，布里渊区散射2倍频方式或非线性光学的相位匹配方式温度相位匹配和角度相位匹配影响倍频效率的主要因素：晶体的非线性系数，泵浦光的峰值功率密度，相位匹配条件4受激拉曼散射和自发拉曼散射相比有什么特点（1）受激拉曼散射有阈值条件（2）受激拉曼散射光的方向性好（3）受激拉曼散射光强极高（4）受激拉曼散射光具有很高的单色性（5）受激拉曼散射光脉冲短什么是受激拉曼散射受激拉曼散射是强激光与物质相互作用如何计算倍频效率？分别测得5

2、32nm激光的能量E1,1064nm激光的能量E2，，那么倍频效率为Q＝Ｅ１　／（Ｅ１＋Ｅ２）倍频：基频以外的其他振动能级跃迁产生的红外吸收频率统称为倍频。v=0至v=2的跃迁称为第一个倍频2n，相应地3n,4n……等均称为倍频基频以外的其他振动能级跃迁产生的红外吸收频率统称为倍频。v=0至v=2的跃迁称为第一个倍频2n，相应地3n,4n……等均称为倍频。使获得频率为原频率整数倍的方法。利用非线性器件从原频率产生多次谐波，通过带通滤器选出所需倍数的那次谐波。在数字电路中则利用逻辑门来实现倍频光学倍频：又称光学二次谐波，是指由

3、于光与非线性媒质（一般是晶体）相互作用,使频率为的基频光转变为2的倍频光的现象。这是一种常见而重要的二阶非线性光学效应来源光学倍频来源于媒质在基频光波电场作用下产生的二阶非线性极化，即极化强度中与光波电场二次方成比例的部分这一部分极化强度相当于存在一种频率为2的振荡电偶极矩。基频光波在媒质中传播的同时激励起一系列这样的振荡电偶极矩。它们在空间中的分布就好比一个按一定规则排列的偶极矩阵列，偶极矩之间有一定的相对位相。由于阵列中每个电偶极矩都要辐射频率为2的光波,故偶极矩阵列的辐射应是这些光波互相干涉的结果。无疑，只当干涉是相互

4、加强时才会有效地产生倍频光输出为此，阵列中各振荡电偶极矩间要保持恰当的位相关系从此便产生了所谓位相匹配条件k(2)=2k(),它是产生光学倍频的重要条件,其中k()和k(2)分别为基频和倍频光在媒质中的波矢当这两个光波沿同一方向传播时，此条件转化为要求媒质中倍频光的折射率(2)等于基频光的折射率。　　通常利用晶体本身的双折射性质来实现位相匹配。例如，对于负单轴晶体，在正常色散情况下，可选择光的偏振方向使基频光为寻常光，倍频光为非常光，再通过恰当选取光波传播方向与晶轴的夹角来实现位相匹配。　　当满足位相匹配条件时，倍频光功率密

5、度正比于基频光功率密度的二次方，也正比于晶体作用长度的二次方。此外还与媒质的倍频系数（二阶非线性极化率）二次方成正比。应用光学倍频可将红外激光转变为可见激光，或将可见激光转变为波长更短的激光，从而扩展激光谱线覆盖的范围。在激光技术中已被广泛采用。为得到波长更短的激光可用多级倍频。　　目前已有许多种倍频晶体，且可达到相当高的倍频转换效率。对于可见及近红外的基频光，常用的倍频晶体有KDP、KDPADP、LiIO、CDA等等,转换效率可高达30％～50％。对于中红外基频光,常用晶体为AgAsS、GdGeAs、Te、CdSe等，转换

6、效率为5％～15％左右。激光器的基本组成及其作用？激光器有工作物质，谐振腔，泵浦源三部分组成，工作物质是激光器的核心，作用是为激光产生提供反转粒子数；谐振腔是重要部件，不仅满足激光震荡的必要条件而且对输出的激光的模式，功率，光速发散角都有很大影响；泵浦源是为实现粒子数提供外界能量系统YAG优点：高增益系数，阈值低，1064nm光波吸收少，功率高，机械性能和光学质量好，适用于多种方式（连续，脉冲，调Q，锁模）YVO4的优点：在808nm左右的泵浦带宽约为YAG的5倍，在1068nm处的激光发射截面是YAG的3倍，阈值低，双轴晶

7、体，输出为线偏振由于YVO4泵浦带较宽，所以其激光性能更适合LD的温度变化，由于吸收截面大，其吸收系数大又因为热导率小，YVO4适于薄片状纵向泵浦中小功率激光器电光调Ｑ的　特点：开关时间短，同步精度高，系统稳定可靠，输出脉冲窄，电光晶体的要求：在使用波长范围内对光的吸收和散射要小，电阻率要大，介电损耗角要小，化学稳定，机械和热性能好，平波电压低聚光腔的作用：提高泵浦源泵浦转换效率及泵浦的辐射均匀性，是泵浦源与工作物质有效的耦合被动调Q的基本原理？在激光腔内使用可饱和吸收晶体可以得到被动调Q开关，这一种是利用饱和吸收体存在非线

8、性吸收特性，在强光照射下吸收饱和而对激光呈现透明的特性而制成的固体激光器对工作物质的要求？光学和光谱的特性：2具有三能级或者四能级系统，从降低阈值和提高效率的角度来衡量能级结构，四能级优于三能级3具有宽的吸收带，大的吸收系数和吸收截面以利于储能4掺入的激活离子具有有效的发射光谱和大的发射截