光纤激光器论文
摘要：
光纤激光器作为光源在光通信领域已得到广泛应用，而随着大功率双保层光纤激光器的出现，其应用正向着激光加工、激光测距、激光雷达、激光艺术成像、激光防伪和生物医疗等更广阔的领域迅速扩展。本文以下内容概述了光纤激光器的原理、特点、应用及其发展前景。
关键词：光纤激光器应用扩展发展前景
abstract:
Fiber laser as a light source in the field of optical communication has been widely used, and as the dual-protection layer of high-power fiber lasers appear, its application is
toward to the laser processing, laser ranging, laser radar,
laser art of imaging, security and bio-medical laser rapid expansion of a wider area. The following article outlines the principles of fiber lasers, characteristics, applications
and prospects for development.
Keywords: fiber laser applications development prospects.
一．光纤激光器的简述
光纤激光器和放大器的研究与应用引起了广泛的重视和兴趣，已能制备以硅和氟化铅为基质的掺杂稀土金属元素的光纤。用这些光纤制作成光源或光放大器在降低光通信系统的成本方面具有巨大的潜力。接铰和饵离子的光纤激光器已有多种波长的输出，包括900nm，1060nm和1550nm等。用输出波长为800nm的I‘D作为泵浦源也可以获得光通信重要窗口波长(1550nm)的输出。
激光输出诺可以通过改变稀土离子所处的玻璃基质进行改变。由掺杂稀土元素离子的氟化错光纤可以在红外区产生波长为1050nm，1350nm，l 380nm和l 550nm的激光输出，其中1350nm波长非常有价值，因为利用以硅为基质的光纤要想得到这个波长的输出非常困难。此外，这种光纤能在2．08ftm，2．3f4m和2．7Pm的中红外波长区产生激光输出也具有十分重要的价值。这种光源可能在通信，医学，大气通信和光谱学方面得到应用。
光纤激光器的输出方式可以是连续的，也可以是脉冲的。光纤激光器的调Q 和锁模以及亚纳秒脉冲业已获得。光纤激光器可以在其整个荧光谱范围内进行调节输出。最重要的是可以获得窄带宽，单纵模的输出。因此也可用于相干通信以及其他单色性要求较高的应用场合。光纤放大器的优越性能以及用LD作为泵浦源实现了放大，使其在光通信系统中的应用越来越广泛。
在过去的几年中，光纤激光器和放大器得到了飞速的发展，世界上许多实验室都卷入了这方面的研究工作。这些研究工作涉及下述所提到的所有方面。以后将会利用可见和红外波长区的稀土元素跃迁，发现更多的谱线以满足各种不同的需要。光纤中的光学过程的理论和基础研究也将进一步发展以优化其性能。
实验研究还需要进一步器件化以及满足实际需要。对新型光纤和谐振腔的研究还将继续。高功率的窄脉冲以及偏振控制，可调谐线宽输出都是应用所需要的。与光纤兼容的调制器和隔离器也是目前所急需的。光纤激光器的研究无疑将刺激光纤器件的发展。光纤放大器在局域的和广域的光通信系统中应用前景广阔，这些都需要进一步的研究。
目前有关光纤激光器和放大器的研究大部分来自与光通信有关的实验室和研究机构，因为他们在光纤制备方面得天独厚，但实际上在其它领域光纤激光器和放大器的应用也初见端倪，例如光谱学，非线性光学，计量学，全息学，传感器和医学等领域，甚至在印刷和滑雪过程中。我们将会看到，在整个国际科技界中涉及光纤激光器的技术领域将会越来越多。
二．光纤激光器原理
利用掺杂稀土元素的研制成的放大器给光波技术领域带来了革命性的变化。由于任何光放大器都可通过恰当的反馈机制形成器，因此光纤激光器可在放大器的基础上开发。目前开发研制的光纤激光器主要采用掺稀土元素的作为增益介质。由于光纤激光器中纤芯很细，在泵浦光的作用下内极易形成高功率密度，造成工作物质的能级“粒子数反转”。因此，适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成振荡。另外由于基质具有很宽的荧光谱，因此，光纤激光器一般都可做成可调谐的，非常适合于WDM系统应用。
和半导体器相比，光纤激光器的优越性主要体现在：光纤激光器是波导式结构，可容强泵浦，具有高增益、转换效率高、阈值低、输出光束质量好、线宽窄、结构简单、可靠性高等特性，易于实现和的耦合。
我们可以从不同的角度对光纤激光器进行分类，如根据光纤激光器的谐振腔采用的结构可以将其分为Fabry-Perot腔和环行腔两大类。也可根据输出波长数目将其分为单波长和多波长等。对于不同类型光纤激光器的特性主要应考虑以下几点：（1）阈值应越低越好；（2）输出功率与抽运光功率的线性要好；（3）输出偏振态；（4）模式结构；（5）能量转换效率；（6）器工作波长等。
三、包层泵浦器技术
双包层的出现无疑是领域的一大突破，它使得高功率的光纤激光器和高功率的光放大器的制作成为现实。自1988年E Snitzer首次描述包层泵浦器以来，包层泵浦技术已被广泛地应用到器和放大器等领域，成为制作高功率光纤激光器首选途径。图1 (a)示出一种双包层的截面结构。不难看出，包层泵浦的技术基础是利用具有两个同心纤芯的特种掺杂。一个纤芯和传统的单模纤芯相似，专用于传输信号光，并实现对信号光的单模放大。而大的纤芯则用于传输不同模式的多模泵浦光(如图1(b)所示)。这样，使用多个多模二极管同时耦合至包层上，当泵浦光每次横穿过单模纤芯时，就会将纤芯中稀土元素的原子泵浦到上能级，然后通过跃迁产生自发辐射光，通过在内设置的光栅的选频作用，特定波长的自发辐射光可被振荡放大而最后产生输出。目前，该技术被称为多模并行包层泵浦技术(Cladding pumped technology)，法国Keopsys公司在该技术上形成了一专利，称为“V-Groove Technologe”。
图1 双包层光纤及工作原理
多模并行包层泵浦技术特性决定了该类光纤激光器有以下几方面的突出性能。
1、高功率
一个多模泵浦二极管模块组可辐射出100瓦的光功率，多个多模泵浦二极管并行设置，即可允许设计出很高功率输出的光纤激光器。
2、无需热电冷却器
这种大功率的宽面多模二极管可在很高的温度下工作，只须简单的风冷，成本低。
3、很宽的泵浦波长范围
高功率的光纤激光器内的活性包层掺杂了铒/镱稀土元素，有一个宽且又平坦的光波吸收区(930-970nm),因此，泵浦二极管不需任何类型的波长稳定装置
4、效率高
泵浦光多次横穿过单模纤芯，因此其利用率高。
5、高可靠性
多模泵浦二极管比起单模泵浦二极管来其稳定性要高出很多。其几何上的宽面就使得光纤激光器的断面上的光功率密度很低且通过活性面的电流密度亦很低。这样一来，泵浦二极管其可靠运转寿命超过100万小时。目前实现包层泵浦器的技术概括起来可分为线形腔单端泵浦、线形腔双端泵浦、全环形腔双包层器三大类，不同特色的双包层器可由该三种基本类型拓展得到。
四、拉曼光纤激光器技术
拉曼光放大技术为长距离传输提供了一种新的获取功率预算的手段，成为关注焦点。对于拉曼放大泵源，方法之一是采用多只14XXnm泵浦器通过偏振复用获得拉曼泵源，但其成本相对较高且结构复杂。方法二是采用拉曼器(RFL)来产生特定波长的大功率，目前该技术已得到相当程度的发展并形成了商用产品(如美国IPG、法国Keosys等公司均可提供5W的拉曼放大泵浦模块)，并被认为是用于拉曼放大和远泵EDFA放大应用的合理光源。
4.1 线形腔拉曼光纤激光器
若从线形腔拉曼器的输出波长来划分，可以分为单波长和多波长拉曼器两大类。不同线形拉曼器的结构基本相似，都采用布拉格光栅作为其谐振腔的反射镜。就RFL所采用的有源增益介质来看，通常采用掺GeO2的掺杂作为增益介质，最近的报道是采用掺P2O5的掺杂作为增益介质，两者的区别在于所取得的Stock 偏移不同，一般，掺GeO2的掺杂为440cm-1，而掺P2O5的掺杂为1330cm-1，因此采用 P2O5掺杂所需要的拉曼频率变换的次数要少，可以提高效率并降低RFL的复杂度。N.Kurukithoson等在ECOC’2001会议中报道了一个采用二级拉曼变换获得1480nm输出的RFL实验，其泵浦光波长为1061nm[2]，和采用掺GeO2的掺杂的RFL相比，减少了一级拉曼上变换。ECOC’2001的另一篇论文中报道了采用掺P 制作的1480nm单波长拉曼器实现+28dBm输出的EDFA[3]。OFC’2001会议中有一篇论文报道了以二级Stocks输出的Raman光纤激光器作为泵浦源激励单模产生超连续谱的实验[4]。它由拉曼激光器和超连续(SC)腔体两部分构成，其中Raman光纤激光器器工作原理图见图3。在掺镱激光器的泵浦下，以掺镨为工作物质输出。泵浦光为 1064nm，输出脉冲为1483.4nm的（二级Stocks），输出功率为2.22W。
图3 采用RFL产生超连续谱实验装置
图4 一种三波长拉曼光纤激光器装置
近期浮现出的另一种称为多波长拉曼光纤激光器 (MWRFL)引起了广泛的注意，其中双波长拉曼光纤激光器(2lRFL)和三波长拉曼光纤激光器(3lRFL)已成功演示，IPG等已开始形成产品。
阿尔卡特公司在OFC’2002会议上报道的一种可重构三波长拉曼器(3lRFL)图4所示[5]，得到了输出波长分别为1427nm、 1455nm和1480nm的输出，可用于
C+L波段的拉曼放大器中。另外通过调整输出耦合器，每个波长的输出功率可在50mW—400mW范围内可调。整个3lRFL的主体部分由11只光栅(FBG)和300米的掺P组成，并以输出波长为1117nm的Yb3+包层泵浦器作为泵浦源。其内部的Stocks功率迁移如图5所示。其基本的原理分为以下三步：首先，在1117nm泵浦光的作用下，利用P2O5产生频移，得到1312nm 的一级Stocks分量；然后在一级Stocks的作用下，利用石英的频移，得到1375nm的二级Stocks分量；最后，通过再次利用石英的频移，同时得到1427.0nm、1455.0nm和1480.0nm的输出。应当指出，由于各拉曼峰值相距较远，因此，不同Stocks之间的交互作用是不可忽视的。如图3虚线所示，1427.0nm的Stocks分量泵浦1455.0nm和1480.0nm并使之获得增益，同理，1312nm的 Stocks分量可使1375nm、1427nm、1455nm和1480nm获得额外的拉曼增益。
图5 三波长拉曼光纤激光器Stocks功率迁移
采用和图4相似的结构，OFC’2002的另外两篇论文报道了在泵浦光的作用下产生四级Stocks分量的可重构Raman光纤激光器，其输出波长均为 1428nm、1445nm和1466nm[6][7]。OFC’2001的一篇论文报道了一个3lRFL，其输出谱线分别为：1427nm的谱线谱宽为 0.8nm，1455nm和1480nm的谱线谱宽为0.4nm[8]。
光纤激光器论文
摘要： 光纤激光器作为光源在光通信领域已得到广泛应用，而随着大功率双保层光纤激光器的出现，其应用正向着激光加工、激光测距、激光雷达、激光艺术成像、激光防伪和生物医疗等更广阔的领域迅速扩展。本文以下内容概述了光纤激光器的原理、特点、应用及其发展前景。 关键词：光纤激光器应用扩展发展前景 abstract: Fiber laser as a light source in the field of optical communication has been widely used, and as the dual-protection layer of high-power fiber lasers appear, its application is toward to the laser processing, laser ranging, laser radar, laser art of imaging, security and bio-medical laser rapid expansion of a wider area. The following article outlines the principles of fiber lasers, characteristics, applications and prospects for development. Keywords: fiber laser applications development prospects. 一．光纤激光器的简述
光纤激光器和放大器的研究与应用引起了广泛的重视和兴趣，已能制备以硅和氟化铅为基质的掺杂稀土金属元素的光纤。用这些光纤制作成光源或光放大器在降低光通信系统的成本方面具有巨大的潜力。接铰和饵离子的光纤激光器已有多种波长的输出，包括900nm，1060nm和1550nm等。用输出波长为800nm的I‘D作为泵浦源也可以获得光通信重要窗口波长(1550nm)的输出。 激光输出诺可以通过改变稀土离子所处的玻璃基质进行改变。由掺杂稀土元素离子的氟化错光纤可以在红外区产生波长为1050nm，1350nm，l 380nm和l 550nm的激光输出，其中1350nm波长非常有价值，因为利用以硅为基质的光纤要想得到这个波长的输出非常困难。此外，这种光纤能在2．08ftm，2．3f4m和2．7Pm的中红外波长区产生激光输出也具有十分重要的价值。这种光源可能在通信，医学，大气通信和光谱学方面得到应用。 光纤激光器的输出方式可以是连续的，也可以是脉冲的。光纤激光器的调Q 和锁模以及亚纳秒脉冲业已获得。光纤激光器可以在其整个荧光谱范围内进行调节输出。最重要的是可以获得窄带宽，单纵模的输出。因此也可用于相干通信以及其他单色性要求较高的应用场合。光纤放大器的优越性能以及用LD作为泵浦源实现了放大，使其在光通信系统中的应用越来越广泛。 在过去的几年中，光纤激光器和放大器得到了飞速的发展，世界上许多实验室都卷入了这方面的研究工作。这些研究工作涉及下述所提到的所有方面。以后将会利用可见和红外波长区的稀土元素跃迁，发现更多的谱线以满足各种不同的需要。光纤中的光学过程的理论和基础研究也将进一步发展以优化其性能。 实验研究还需要进一步器件化以及满足实际需要。对新型光纤和谐振腔的研究还将继续。高功率的窄脉冲以及偏振控制，可调谐线宽输出都是应用所需要的。与光纤兼容的调制器和隔离器也是目前所急需的。光纤激光器的研究无疑将刺激光纤器件的发展。光纤放大器在局域的和广域的光通信系统中应用前景广阔，这些都需要进一步的研究。
激光技术的发展及应用论文
激光技术的发展及应用 引言 随着激光技术的飞速发展和广泛应用激光已成为工业生产，科学探测和现代军事战争中极为重要的工具。总结了激光技术在工业生产，军事，国防，医疗等行业中的应用，提出激光技术应用领域的发展趋势。 “激光”一词是“LASER”的意译。LASER原是Light amplificati on by stimulated emissi on of radiation取字头组合而成的专门名词，在我国曾被翻译成“莱塞”、“光激射器” 、“光受激辐射放大器”等。激光具有普通光源发出的光的所有光学特性，是上世纪 60 年代所诞生和发展起来的新技术。1964年，钱学森院士提议取名为“激光”，既反映了“受激辐射”的科学内涵，又表明它是一种很强烈的新光源，贴切、传神而又简洁，得到我国科学界的一致认同并沿用至今。 激光不是普通的光，其特性是任何光都无法比拟的。激光能量密度高，其亮度比太阳表面还高数百亿倍；[1]激光方向性强，其发散度仅为毫弧度量级，所以用途非常广泛。由于激光的优异特性，使激光在工业生产，科技探测，军事等方面得到了广泛应用，激光渗透到社会的各个行业，而且发展潜力还非常大，激光也成为了当代科学发展最快的科学领域之一。 一、激光发展史 激光技术的启蒙研究发展就完全印证了上面的话。最早对激光做出理论研究的人是爱因斯坦，1916年爱因斯坦提出受激辐射的概念，即处于高能级的原子受外来光子作用，当外来光子的频率与其跃迁频率恰好一致时，原子就会从高能级跃迁到低能级，并发射与外来光子完全相同的另一光子，新发出的光子不仅在
频率方面与外来光子相一致，而且在发射方向、偏振态以及位相等方面均与外来光子相一致，因此，受激辐射具有相干性；在发生受激辐射时，一个光子变成了两个光子，利用这个特点，可实现光放大，并且能够得到自然条件下得不到的相干光． 受激辐射提出后，陆续有科学家进行研究。如1916-1930年间拉登堡及其合作者对氖的色散的研究并于1933年绘制出色散系数随放电带电流密度变化的曲线。1940年法布里坎特首先注意到了负吸收现象。这一阶段发展并不迅速。到了第二次世界大战之后，1947年兰姆和雷瑟夫指出通过粒子数反转可以受激辐射，从此激光理论的研究开始突破。1952年帕塞尔及其合作者实现了粒子数反转，观察到了负吸收现象。第二年，韦伯产生了利用受激辐射诱发原子或分子，从而放大电磁波的思想，进而提出了微波辐射器的原理。1957年斯科威尔实现了固体顺磁微波激射器。既然微波可以激发受激辐射，那么红外乃至可见光等也应该可以。1958年汤斯和肖洛发表了著名的“红外与光学激射器”一文，1959年汤斯提出了建造红宝石激光器的建议。终于1960年由休斯航空公司的莱曼建造出第一部可用的激光装置。（我国第一台红宝石激光器于15个月后的1961年8月建成。）从此人类拥有了激光这一利器。 由于生产技术不成熟，激光技术产生之初并未有太多实际用途。后虽有切割，光束武器等应用，但又受制于制造成本高昂和气候条件复杂等。几十年来各方面工程师和专家一直努力改进创新激光技术及应用，随着激光技术的发展成熟，今天，它已经广泛地应用于生产生活的各方面。 二、激光的特点及激光器 激光的特点主要有四点，一是方向性好，激光束偏离轴线的发散角往往非常小，甚至可以用来测量地球到月球的精确距离（发射到38万公里外的月球形成的光斑直径不超过一公里）；二是亮度高，激光功率在空间高度集中，亮度是普通太阳光的百万倍；三是单色性好，比如氪激光的波长范围只有4.7微埃，比原来个公认单色性最好的氪灯高出数个数量级；四是相干性好，激光器输出的光子频率、偏振、相位和传播方向都完全一致，这使得很多光学实验的精度大大提高。
激光的发展历史与前景
激光的发展历史与前景 ——15物01 15075003 邹萌●激光原理 激光是光与物质的相互作用，实质上，也就是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子，同时改变自身运动状况的表现。 微观粒子都具有特定的一套能级（通常这些能级是分立的）。任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态（或者简单地表述为处在某一个能级）上。与光子相互作用时，粒子从一个能级跃迁到另一个能级，并相应地吸收或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E，频率为ν=△E/h（h为普朗克常量）。 ●发展历程 激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。 激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，LASER （Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）的意思是“通过受激发射光扩大”，这已经完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议改称“激光”。 激光的原理早在 1917年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现，但直到 1960 年激光才被首次成功制造。 1958年，美国科学家肖洛（Schawlow）和汤斯（Townes）发表重要论文，并获得1964年的诺贝尔物理学奖。 1960年5月15日，美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为0.6943微米的激光，这是人类有史以来获得的第一束激光，梅曼因而也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。 1960年7月7日，梅曼宣布世界上第一台激光器诞生。 前苏联科学家尼古拉·巴索夫于1960年发明了半导体激光器。 ●应用前景 激光技术是现代科学技术发展的结果，是20世纪与原子能、计算机、半导体齐名的四项重大发明之一。激光一问世，就获得了飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且推动了许多新兴产业的产生。激光能够使人们有效地利用目前所拥有的先进方法和手段，促进生产力的提高。因此，激光技术是当今工业发展的一个重要趋势。 其中，生命和健康科学是一个非常强劲的市场，因为那里会不断出现的新应用，很多都是基于激光的原理。激光不再只局限为一种外科手术工具，它将会更加广
直接调制DFB激光器诱导的啁啾特性研究
第一章绪论 在光纤通信的发展进程中，激光器技术一直扮演着重要的作用，自十九世纪六十年代世界上第一台激光器研制成功以来，激光器已经得到了长足的发展与进步。作为非常关键的技术，激光器的研究得到了广大学者和研究机构的重视，它给整个光纤通信技术的发展带来了革命性的变革，另外，它保有着非常强大的生命力和发展势头，在科技、军事和医学等方面得到广泛的使用，为推动社会进步做出了巨大的贡献。 1.1 激光器的发展 十九世纪初，著名的物理学家普朗克提出了能量量子化的设论，基于此假设又提出了黑体辐射公式，在理论方面阐释了黑体辐射分布规律。十年后，波尔对原子能量量子化提出了假设，提出了利用一系列不连续的能级表征原子内部状态的理论。随后，爱因斯坦博士在以上理论基础上，又针对普朗克公式进行了分析推导，站在光子量子理论角度，定义了受激辐射理论，指出光子与原子相互作用时，原子可以在光子的辐射场的作用下发生跃迁，同时辐射出一个不同频率的光子。这一理论的提出奠定了激光技术的基础。 到五十年代，美国Charles博士和前苏联Nikolai博士在爱因斯坦受激辐射理论基础上，利用物质原子的受激辐射来对电磁波进行放大，研制成功了世界上首台微波量子振荡器，微波量子振荡器一经问世，就得到了全世界学者的广泛关注，并成功将其推行至光通信领域，提出了利用开放式光学
谐振腔来试验激光器，打造了激光器原型机。 六十年代，美国学者Theodore H. Maiman 结合前人在激光技术方面的成就和基础上，研制成功了世界上第一台激光器——红宝石固体激光器。其输出功率达到几瓦，且在单色性、方向性和相干性方面有非常优良的性能，相对于普通光源来讲，以上特性有着本质的区别，一经演示便引起了科学界非常强烈的反响，得到了全世界的广泛关注。 1.2 光纤激光器 在1961年，Snitzer博士利用特制的微量元素掺杂光纤作为增益介质，成功地研制出了世界上第一台光纤激光器。此激光器集成了光纤的体积小、结构简单、具有很好的柔韧性和散射性以及无需冷却系统等特点带来的强大优势，在很多指标上已经是远远超过普通的固体激光器。但由于光纤技术的发展制约，其波导纤维传输损耗非常高，达到一千多分贝每公里，光信号的能量衰减极其严重，这直接制约着光纤激光器的发展与应用。 众所周知，华裔科学家高坤博士在1966 年发表了一篇关于光频率介质纤维表面波导的论文，文中提到光纤的介质自身的损耗由瑞利散射效应决定，但从理论上来讲该数值可以降到很低，由此，人们通过对光纤的加工工艺进行改进最后制造出了损耗较低的光纤。 此后不久，Stone博士和Burrus博士在1973年研制成功了一种新型的光纤激光器，其特点是采用断面泵浦的掺钕光纤增益介质，对比于其他的掺杂物，稀土元素钕的增益效果和激光器性能最优。 到了十九世纪九十年代，各个激光器研究机构的研究焦点渐渐地集中
激光切割技术论文
摘要 激光切割是用激光精密切割金属、陶瓷、纸张的一种技术，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。由于它具备精密制造、柔性切割、异型加工、一次成形、速度快、效率高等优点，所以在工业生产中解决了许多常规方法无法解决的难题。 本文主要讲述了激光切割的原理、应用、发展历程以及国外发展现状。并阐述了国外先进YAG固体激光切割机、光纤激光切割机和CO2激光切割机的参数特性。深入了解了激光切割机。 通过对激光切割机的深入分析，掌握了现阶段激光切割机的前沿和发展水平，提高了学习机械工程前沿的能力。 关键词：激光切割技术、应用、优缺点、发展现状
ABSTRACT Laser cutting is a technology that uses a laser to cut precise patterns in most all types of materials such as metal, ceramic, paper and so on. It can greatly reduce the processing time, reduce the processing cost and improve the quality.Because it has precision manufacturing, flexible cutting, the heterogeneous type processing, once shaping, speed and higher efficiency, so in industrial production in solving many conventional method can not solve the problem. This essay mainly talks about.the principles, applications, development process and the status of the overseas development of laser cutting,and also describes the advanced YAG solid-state laser cutting machine, laser cutting machine parameters and characteristics of the fiber CO2 laser cutting machine,to develop a greater understanding of the laser cutting machine. Through in-depth analysis of the laser cutting machine, we can master the level and the current development of cutting-edge laser cutting machine,and improve the learning ability of mechanical engineering frontier. Keywords: Laser cutting technology; Application; Advantages and Disadvantages; Development situation
激光技术论文
激光技术在医学上的应用 摘要主要介绍了激光技术的本质和在临床医学方面的应用，又分别在激 光诱导光谱诊断、光动力学疗法(PDT)在治疗癌症方面及皮肤病治 疗和美容上等方面详细介绍了在临床方面的应用，最后是对激光技 术在医学方面的总结及展望，详细生动的在线了现代激光技术对于 医学的伟大贡献。 关键词激光诱导荧光外加光敏物质自体荧光光动力学疗法皮肤病治疗和美容 引言激光是物质受激辐射产生的一种相干光，具有单色性好，高亮度， 辐射方向性强等特点。这些特点使激光非常适合于疾病的诊断、监 测和高精度定位治疗。随着各种新型激光器的研制与开发，激光技 术在医疗领域的应用越来越广，形成了别具特色的激光疗法。激光 疗法具有非接触、无侵袭等传统方法无可比拟的优点，本文从激光 的生物效应机理以及临床应用方面阐述激光技术在医学上的若干 应用。 一、激光技术的具体临床应用 1.1 外加光敏物质诊断 根据荧光物质与肿瘤组织有比较强的亲和力的原理，在病人静脉注射或口服光敏剂后一段时间(一般为48~72h)接受激光照射，根据记录下来的荧光光谱特性曲线，便可以确定肿瘤的部位。但这种方法常受到其他组织荧光和自体荧光的干扰，容易引起误诊，所以这种非自身的激光诱导荧光从医学的角度来看尚待改进，医学界正致力于寻求更为有效且无副作用的染色药物。 1.2自体荧光光谱诊断 该方法不用外源性荧光物质，利用人体组织在激光激励下产生的荧光，进行光谱特征分析，可以将肿瘤组织与正常组织区分开来。以荧光强度比为参数诊断胃癌在实验和临床上已获得成功。该方法能够避免注射或口服光敏药物所带来的副作用，不会损伤病变组织的生物状态和正常细胞的生理功能，因而是一种无侵袭诊断技术。同时该方法快捷、无损伤，避免了活检需长时间等待病理分析结果的缺点，它将会成为早期肿瘤诊断的一种重要手段。 1.3 激光诱导荧光光谱诊断
光纤激光器
光纤激光器及技术进展 伍浩成 中国电子科技集团公司第三十四研究所 摘要：光纤激光器作为目前最为活跃的激光光源器件，它是激光技术的前沿课题。本文讨论了光纤激光器的特性及基本原理，概述了光纤激光器的新近进展。 一、引言 光纤激光器是在EDFA技术基础上发展起来的技术。早在1961年，美国光学公司的E.Snitzer等就在光纤激光器领域进行了开创性的工作，但由于相关条件的限制，其实验进展相对缓慢。而80年代英国Southhampton大学的S.B.Poole等用MCVD 法制成了低损耗的掺铒光纤，从而为光纤激光器带来了新的前景。 近期，随着光纤通信系统的广泛应用和发展，超快速光电子学、非线性光学、光传感等各种领域应用的研究已得到日益重视。其中，以光纤作基质的光纤激光器，在降低阈值、振荡波长范围、波长可调谐性能等方面，已明显取得进步，是目前光通信领域的新兴技术，它可以用于现有的通信系统，使之支持更高的传输速度，是未来高码率密集波分复用系统和未来相干光通信的基础。目前光纤激光器技术是研究的热点技术之一。本文就近年来国外几种新型的光纤激光器技术加以阐述。 二、光纤激光器原理 利用掺杂稀土元素的光纤研制成的光纤放大器给光波技术领域带来了革命性的变化。由于任何光放大器都可通过恰当的反馈机制形成激光器，因此光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发。目前开发研制的光纤激光器主要采用掺稀土元素的光纤作为增益介质。由于光纤激光器中光纤纤芯很细，在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”。因此，当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡。另外由于光纤基质具有很宽的荧光谱，因此，光纤激光器一般都可做成可调谐的，非常适合于WDM系统应用。 和半导体激光器相比，光纤激光器的优越性主要体现在：光纤激光器是波导式结构，可容强泵浦，具有高增益、转换效率高、阈值低、输出光束质量好、线宽窄、结构简单、可靠性高等特性，易于实现和光纤的耦合。 我们可以从不同的角度对光纤激光器进行分类，如根据光纤激光器的谐振腔采用的结构可以将其分为Fabry-Perot腔和环行腔两大类。也可根据输出波长数目将其分为单波长和多波长等。对于不同类型光纤激光器的特性主要应考虑以下几点：（1）阈值应越低越好；（2）输出功率与抽运光功率的线性要好；（3）输出偏振态；（4）模式结构；（5）能量转换效率；（6）激光器工作波长等。 三、包层泵浦光纤激光器技术 双包层光纤的出现无疑是光纤领域的一大突破，它使得高功率的光纤激光器和高功率的光放大器的制作成为现实。自1988年E Snitzer首次描述包层泵浦光纤激光器以来，包层泵浦技术已被广泛地应用到光纤激光器和光纤放大器等领域，成为制作高功率光纤激光器首选途径。图1(a)示出一种双包层光纤的截面结构。不难看出，包层泵浦的技术基础是利用具有两个同心纤芯的特种掺杂光纤。一个纤芯和传统的单模光纤纤芯相似，专用于传输信号光，并实现对信号光的单模放大。而大的纤芯则用于传输不同模式的多模泵浦光(如图1(b)所示)。这样，使用多个多模激光二极管同时耦合至包层光纤上，当泵浦光每次横穿过单模光纤纤芯时，就会将纤芯中稀土元素的原子泵浦到上能级，然后通过跃迁产生自发辐射光，通过
光纤通信论文_百度文库解析
前言 近几年来,随着技术的进步,电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放,光纤通信的发展呈现了蓬勃发展的新局面。 预计 2000年世界信息传输网的 80%以上的业务将由光纤通信完成。光纤通 信不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及应用。 目录 1、光纤通信技术的特点研究。 2、国内外光纤通信技术的发展现状。 3、光纤通信技术在行业企业中的应用调查。 4、光纤通信技术发展研究。 5、本设计对光纤通信技术的研究。 6、总结与展望。 1. 光纤通信技术的特点研究 光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式。由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点,光纤通信中的光波主要是激光,所以又叫做激光 -光纤通信。 光纤通信的原理是:在发送端首先要把传送的信息 (如话音变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度 (频率变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号, 经解调后恢复原信息。
. 光纤通信技术的特点 (1 频带极宽,通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量,特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前, 单波长光纤通信系统的传输速率一般在 2.5Gbps 到 1OGbps 。 (2 损耗低,中继距离长。目前,商品石英光纤损耗可低于 0~20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低;若将来采用非石英系统极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路,由于中继站数目的减少,系统成本和复杂性可大大降低。 (3 抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应, 光纤传输系还特别适合于军事应用。 (4无串音干扰,保密性好。在电波传输的过程中,电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰,而容易被窃听,保密性差。光波在光纤中传输,因为光信号被完善地限制在光波导结构中,而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收,即使在转弯处, 漏出的光波也十分微弱,即使光缆内光纤总数很多,相邻信道也不会出现串音干扰, 同时在光缆外面,也无法窃听到光纤中传输的信息。 除以上特点之外,还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设;光纤的原材料资源丰富, 成本低;温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点,其不仅 可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制, 而且在军事领域的用途也越来越为广泛。 2国内外光纤通信技术的发展现状。
激光线宽精密测量及1.5μm光纤激光线宽压缩技术研究
激光线宽精密测量及1.5μm光纤激光线宽压缩技术研究 窄线宽激光具有极低的相位噪声和超长的相干长度,已广泛应用于相干光通信、分布式光纤传感、激光雷达、测距遥感等高精密探测领域,而激光线宽参数对相干测量系统的探测距离、探测精度、灵敏度以及噪声特性起重要的作用,在常规条件下获得窄线宽激光输出一直是研究的热点。精密的激光线宽测量是研究窄线宽激光器的前提条件,而传统的激光线宽测量方法——自外差/自零差由于高斯线型对探测功率谱的展宽不可避免,难以满足线宽为kHz以及kHz以下的精密测量。 针对现有激光线宽测量手段的局限性,本文提出利用短光纤延时自外差相关包络第二峰谷差值比较法实现激光线宽的精密测量,为定量分析不同机制对激光线宽进行压缩的演变过程奠定基础。常规条件下用于激光线宽压缩的电反馈控制方法和光自注入反馈法很难将单纵模激光线宽压窄至百Hz,甚至Hz量级,本文提出了两种超窄线宽激光器结构,即基于瑞利散射和自注入反馈的超窄线宽激光器,以及基于受激布里渊增益和瑞利反馈的超窄线宽激光器。 论文通过理论分析以及实验研究,探究了这两种激光器结构对激光输出特性的影响,分别获得了线宽低至130 Hz和75 Hz的窄线宽激光输出。此外,为降低光纤激光器泵浦光源的成本,论文还提出了一种基于双腔反馈的DFB激光器线宽压缩技术,可将DFB激光器的输出线宽降低至1 kHz左右。 论文的核心内容包括:(1)提出一种激光线宽测量的新方法——短光纤延时自外差相关包络第二峰谷差值比较法。理论研究发现该方法可用于任意线宽的单纵模激光线宽测量,特别是针对窄线宽激光的精密探测。 通过理论推导和实验验证了该方法的可行性与准确性,该方法能从本质上滤
半导体激光器的原理及应用论文
半导体激光器的原理及应用论文 半导体激光器是使用半导体材料作为激光活性介质的激光器。其工作 原理主要是通过半导体材料中的电子与空穴的复合过程产生光辐射，然后 通过光放大与反射来形成激光输出。半导体激光器具有小体积、高效率、 快速调谐和易集成等特点，广泛应用于光通信、激光雷达、光储存等领域。 半导体激光器的基本结构包括激活区、pn结以及光反射与光增强结构。激活区是半导体材料的核心部分，通过电流注入产生电子空穴复合过 程来产生光辐射。pn结是半导体激光器的结电阻，通过透明导电薄膜使 电流从n区流入p区，进而在激活区形成电子空穴复合。光反射与光增强 结构包括反射镜和波导，用于增加激光器输出的光强度与方向性。 半导体激光器具有广泛的应用领域。在光通信领域，半导体激光器被 广泛用于光纤通信和光纤传感器系统。半导体激光器通过调制光信号，可 以实现高速传输，并且具有高能效和稳定性。在激光雷达领域，半导体激 光器用于提供高亮度、窄线宽和快速调谐的激光源，用于实现高分辨率的 距离测量和目标识别。在光储存领域，半导体激光器用于光盘、蓝光光盘 等储存介质的读写操作，具有高速、高信噪比和长寿命等特点。 近年来，半导体激光器的研究重点主要是提高其性能和功能。例如， 通过调制技术可以实现高速调制，将半导体激光器应用于光通信的需要； 通过外腔技术可以实现单纵模输出，提高激光的空间一致性和色散特性， 扩展其应用领域；通过量子阱技术可以实现更高的量子效率和辐射效率， 提高激光器的功率和效能。 总之，半导体激光器作为一种重要的激光器件，在光通信、激光雷达、光储存等领域具有广泛的应用前景。随着相关技术的不断发展与进步，半
光纤激光器高压气导气的作用
光纤激光器高压气导气的作用 1.引言 1.1 概述 光纤激光器是一种利用光纤作为激光介质的高科技设备，近年来在科研、医疗、通信等领域得到了广泛的应用和发展。光纤激光器的性能优越，能够发出高强度、高品质的激光束，具有高效率、稳定性强等优点，因此受到了越来越多的关注和研究。 然而，在实际应用中，光纤激光器面临着一些挑战，其中之一就是光纤的高压气导气问题。高压气导气是指在光纤激光器中，通过向光纤中注入高压气体（如氙气、氩气等）来引导激光束传输的一种技术手段。它能够有效地降低光纤激光器在传输过程中的损耗，提高激光束的功率密度和能量传输效率，从而增强光纤激光器的性能。 在光纤激光器中，高压气导气的作用可分为两个方面。首先，高压气导气可以改变光纤内部的光学特性，例如改变光纤的折射率、增大光纤的截面面积等，从而提高光纤的光导效果，使其更适合激光的传输。其次，高压气导气还能够抑制光纤中的非线性效应，如自聚焦效应、自相位调制效应等，进一步提高光纤激光器对高功率激光的承载能力。 总之，光纤激光器中的高压气导气技术具有重要的作用，它可以显著
改善光纤激光器的性能和输出效果。随着科技的不断进步和应用需求的增加，高压气导气在光纤激光器中的前景和应用价值将进一步拓展和深化，为各个领域的发展带来更多机遇和挑战。 1.2 文章结构 在本文中，我们将详细探讨光纤激光器高压气导气的作用。文章分为引言、正文和结论三个主要部分。 首先，在引言部分，我们将概述文章的背景和相关概念。我们将介绍光纤激光器的基本原理以及高压气导气在光纤激光器中的应用。接着，我们将展示文章的结构和内容安排。 在正文部分，我们将详细介绍光纤激光器的基本原理。我们将解释光纤激光器是如何产生激光光束的，并介绍其中的关键组件和工作原理。然后，我们将重点讨论高压气导气在光纤激光器中的应用。我们将解释高压气导气是如何通过改变气体环境来影响光纤激光器的性能的，并介绍高压气导气在光纤激光器中的具体作用和优势。 最后，在结论部分，我们将总结高压气导气对光纤激光器性能的影响。我们将讨论高压气导气在光纤激光器中的前景和应用价值，以及可能的研究方向和发展趋势。 通过本文的撰写，我们旨在探究光纤激光器高压气导气的作用，为相
高功率锁波长光纤耦合半导体激光器
High-power, laser-sharp fiber-coupled semiconductor beams are like the superheroes of the technological world, taking on tasks in material processing, medical treatment, and opticalmunication with precision and power. These lasers are the workhorses of efficiency, delivering high output power with a narrow spectral linewidth, and they're key players in a wide range of applications. But creating these laser wonders involves a whole lot of know-how, from choosing the right semiconductor materials to mastering the art of fiber coupling and keeping things cool as a cucumber. In this paper, we'll take a deep dive into the thrilling world of developing high-power, lock-wavelength fiber-coupled semiconductor lasers, uncovering the key considerations and tackling the exciting challenges along the way. So buckle up, because we're about to embark on a wild laser ride! 高功率，激光高光纤耦合的半导体束就像技术世界的超级英雄一样， 承担了材料加工，医疗，以及光学免疫中精度和功率的任务。这些激 光器是效率的工作马，以狭小的光谱线网提供高输出功率，并且是广 泛应用中的关键角色。但是，创造这些激光奇观需要大量的诀窍，从选择正确的半导体材料到掌握纤维耦合的艺术，以及保持事物的凉爽。在这份论文中，我们将深入到一个令人振奋的世界，发展高功率的， 锁波长的纤维耦合半导体激光器，揭示关键因素，并解决整个过程中
受激拉曼散射辅助的布里渊多波长光纤激光技术研究
受激拉曼散射辅助的布里渊多波长光纤激光技术研究 论文标题： 1. 激光器的设计与性能分析 2. 优化布里渊散射噪声对多波长输出的影响 3. 光纤固有噪声对激光性能的影响及其抑制方法 4. 激光系统的稳定性分析与优化 5. 基于微系统技术的布里渊多波长光纤激光器开发 6. 基于电子锁定技术的布里渊多波长光纤激光器频率稳定性研究 7. 基于加五波长设计的布里渊循环光纤激光器的开发与性能分析 1. 激光器的设计与性能分析 在布里渊多波长光纤激光技术研究中，激光器的设计是至关重要的一步。本文将从激光器单元元器件选取、尺寸设计及材料选择等方面，详细介绍布里渊多波长光纤激光器设计及激光器工作原理。通过理论与实验分析比较，得出了激光器现阶段的优缺点，为后期研究提供了理论基础。本研究的亮点在于，针对不同的应用场景，设计了多种激光器结构，实现了更高效的输出、更稳定的性能和更广泛的应用。 2. 优化布里渊散射噪声对多波长输出的影响 在布里渊多波长光纤激光器的研究中，布里渊散射噪声是激光器输出稳定性的重要参考因素。本文提出了一种优化布里渊散射噪声对多波长输出的方案。方案包括选择合适的激光器工作波长范围、设计合适的光纤构造及参数、采用适当的放大器及滤波器等。本研究的创新在于，针对不同波长间的相互影响及
布里渊散射噪声的概率分布进行了全面优化，提高了多波长输出的稳定性和可靠性。 3. 光纤固有噪声对激光性能的影响及其抑制方法 光纤固有噪声是影响布里渊多波长光纤激光器性能的重要因素之一。本文基于光纤传输特性及材料学原理，分析了光纤固有噪声产生的原因及其对激光器输出的影响。并就采用信号处理方法，采用数字滤波器优化激光器性能等方面抑制固有噪声的方法做出了探讨。本研究的亮点在于，提出了多种有效抑制光纤固有噪声的方法，并在实验中验证了各种方法的有效性和可行性。 4. 激光系统的稳定性分析与优化 布里渊多波长光纤激光器性能稳定性是其应用的重要可靠性因素。本研究通过系统性分析，研究了激光系统系统集成的稳定性、相干性检测器的优化方案、光学非线性特性及其他环境因素等对激光系统稳定性的影响。总结出了稳定性优化的设计方案与方法，对于提高激光系统的稳定性和可靠性具有重要意义。本研究的亮点在于，全方面考虑激光器系统的各项参数对性能影响进行了系统化研究，提出了有效的优化方案。 5. 基于微系统技术的布里渊多波长光纤激光器开发 为了满足微型化、小型化等新一代光电设备的市场需求，本文在探索光纤激光器新型结构的基础上，将微系统技术引入到布里渊多波长光纤激光器的研究中，提出了基于微系统技术的布里渊多波长光纤激光器的新型设计方案，并进行了模拟与实验研究，实现了紧凑型、高亮度、高可靠性的多波长激光输出。
环形腔光纤激光器中光谱边带特性研究的开题报告
环形腔光纤激光器中光谱边带特性研究的开题报告 一、研究背景 环形腔光纤激光器是一种基于光纤环形结构的激光器，具有紧凑、高效、稳定等特点，广泛应用于通信、医疗、传感等领域。然而，在一些应用中，环形腔光纤激光器的光谱边带特性会影响其输出功率和稳定性，因此需要对其进行深入研究。 二、研究目的 本研究的目的是研究环形腔光纤激光器中光谱边带特性，探讨其影响因素和调控方法，为其在应用中提高稳定性和性能提供理论基础。 三、研究内容 1.环形腔光纤激光器的原理及结构，光谱边带的定义和计算方法。 2.环形腔光纤激光器中光谱边带的特性分析，包括对其输出功率和稳定性的影响等。 3.分析环形腔光纤激光器中光谱边带产生的原因和影响因素，比如非线性效应、环形结构参数等。 4.探讨针对环形腔光纤激光器中光谱边带的调控方法，包括通过改变结构参数、采用非线性光学效应、引入光子晶体等方式进行优化。 5.通过数值模拟和实验验证，进一步验证研究结果。 四、研究意义 本研究可以对环形腔光纤激光器中光谱边带进行深入研究，提供其稳定性和性能的理论基础。同时，探讨调控方法，进一步提高其应用价值，并为对类似光纤激光器中光谱边带特性的研究提供借鉴和参考。 五、研究方法
1.理论分析：通过理论分析，探讨环形腔光纤激光器中光谱边带的特性和机理。 2.数值模拟：采用光波导仿真软件，建立环形腔光纤激光器的数值模型，研究结构参数对光谱边带的影响。 3.实验测试：设计并搭建实验平台，对环形腔光纤激光器中光谱边带进行测试和验证。 六、进度安排 第一年： 1. 确定研究方向和内容，完成文献综述和基础理论研究。 2. 建立环形腔光纤激光器的数值模型，分析光谱边带特性。 3. 进行小规模实验，验证理论和数值模拟结果。 第二年： 1. 分析环形腔光纤激光器中光谱边带的影响因素和机理。 2. 探讨调控方法，设计并进行数值模拟。 3. 搭建完整实验平台，进行实验测试。 第三年： 1. 分析数值模拟和实验结果，对光谱边带的特性进行深入研究。 2. 完善研究成果，完成论文撰写和论文答辩。 七、预期成果 1. 对环形腔光纤激光器中光谱边带特性和机理的深入研究。 2. 分析环形腔光纤激光器中光谱边带产生的原因和影响因素，探讨调控方法。 3. 提出优化建议，进一步提高环形腔光纤激光器的稳定性和性能。
激光焊接工艺论文
激光焊接工艺论文 1原有工艺存在的缺点 1.1焊接光斑大 由于焊接区域很小，在实际生产过程中，放置产品的位置存在肯定误差，为了保证焊接光斑不偏离焊接区域，就需要焊接光斑尽量小。经过大量实际生产验证，焊接光斑直径在0.4mm以下可以很好地解决上述问题。这就需要对激光器的光路部分进行改造，在减小焊接光斑的同时保证光束质量不变。 1.2焊接良品率低 手机扬声器弹片焊接的具体需求为： （1）焊接拉力大于10N； （2）不能击穿下层材料； （3）光斑不能大于0.4mm。通过以上三个指标评价产品的良品率，不良品率应低于2%。在原有配置（激光棒直径7mm，传导光纤芯径400μm）条件下，不良率高达5%以上。 2改造方案及结果 2.1光学部分改造 首先需要解决光斑偏大的问题，结合聚焦光斑大小基本原理由此可见，若要得到较小的聚焦光斑，需要减小传导光纤的芯径D、增加扩束镜焦距f2及减小聚焦镜焦距f1。但是这些配置都不能任凭更改，缘由一：如传导光纤的芯径太小，将加大光纤耦合的难度，增加激光
烧毁光纤的风险；缘由二：扩束镜焦距的焦距直接打算了聚焦光束的焦深，焦距越大，焦深越短，这样激光束对工件的凹凸公差要求更高，不便于后续的工艺调试；缘由三：聚焦镜的焦距直接影响到焊接的幅面，焦距越小，幅面越小。综合以上分析，结合实际需求，将外光路系统设计为光纤芯径D=0.2mm，扩束镜焦距f2=180mm，聚焦镜焦距f1=170mm，依据式可求得聚焦光斑为0.2mm，但是实际焊接的光斑约为0.45mm。仍旧无法达到实际生产的要求。对激光器内部光学进行改造，常规的Nd:YAG焊接使用的激光棒直径（工作物质）为φ7mm。为了得到更小的光斑，将激光棒的直径改造成φ4mm，相应的结构件（如激光棒与腔体的连接件、密封圈等）也做一些改造。为提高装配的便利性及后期的稳定性，激光器腔体的大小也相应减小，使得与激光棒的协作更加紧密。在其他条件一样的状况下，激光棒直径为φ7mm时，焊接半径为0.22mm，如图2a所示。激光棒直径为φ4mm 时，焊接半径为0.177mm，如图2b所示，相对于φ7mm的激光棒，光斑减小了20%以上，可以达到焊接光斑直径小于0.35mm的要求。 2.2焊接工艺优化 在光学部分改造后，为解决拉力不够10N和良品率低的问题，通过大量工艺测试，对生产工艺进行改造。在保持其他条件不变的状况下，对激光峰值功率、脉冲宽度、离焦量三因素进行三水平正交试验，所取因素水平见表1，并分析其对焊接拉力及良品率的影响。当激光峰值功率较低，为800W时，产品的不良率主要是平均拉力小造成的，无击穿现象发生，表明峰值功率对焊接拉力大小起到主要因素。当峰
半导体激光器原理及光纤通信中的应用
河北科技大学 光电子技术结课论文半导体激光器原理及在光纤通信中的应用 学生姓名张青（09L0704216） 杨豪杰（09L0704214） 刘腾（09L0704208） 学生专业电子科学与技术 班级 2
摘要: 本文就半导体激光器介绍了半导体激光器的工作原理，较详尽地阐述了它在光纤通信中的应用情况。 关键词：半导体激光器谐振腔泵浦源工作物质光纤通信 WDM 激光技术; 半导体激光 一、半导体激光器 1.什么叫激光 激光的英文叫Laser light amplification by stimulated emission of radiation. 就是通过受激发射实现光放大。 光通过谐振腔的选模作用和增益介质的放 大作用，经过震荡和放大，实现拥有单色性、 准直性、相干性非常好的光束，这个就是激光。 激光器有很多种类型，但他的必要组成部 分无外乎：谐振腔、增益介质、泵浦源。 2、半导体激光器的工作原理 2.1基本条件： （1）有源区载流子反转分布 （2）谐振腔：使受激辐射多次反馈，形成振荡 （3）满足阈值条件，使增益>损耗，有足够的注入电流。 2.2工作原理 半导体激光器工作原理是激励方式，利用半导体物质(既 利用电子)在能带间跃迁发光，用半导体晶体的解理面形成两 个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈、 产生光的辐射放大，输出激光。 半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生 受激发射作用的器件.其工作原理是,通过一定的激励方式, 在半导体物质的能带(导带与价带)之间,或者半导体物质的 能带与杂质(受主或施主)能级之间,实现非平衡载流子的粒 子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时, 便产生受激发射作用.半导体激光器的激励方式主要有三种,即电注入式,光泵式和高能电子束激励式。 理论上认为半导体激光器应该是在直接带隙半导 体PN结中．用注入载流子的方法实现由柏纳德——杜 拉福格条件所控制的粒子数反转；由高度简并的电子 和空穴复合所产生的受激光辐射在光学谐振腔内振荡 并得到放大，最后产生相干激光输出。 就基本原理而论，半导体激光器和其它类型的激 光器没有根本的区别，都是基于受激光发射．要使激 光器得到相干的、受激光输出，须满足两个条件，即 粒子数反转条件与阈值条件．前者是必要条件，它意味着处于高能态的粒子（如半导体导带中的电子）数多于低能态的粒子数．达到这一条件，有源工作物质就具有增益。后者是充分条件。它要求粒子数必须反转到一定程度，即达到由于粒子数反转所产生的增益能克服有源