激光技术精选 课件

✓ 1968年，巴索夫还利用大功率激光器产生了热核反应； 麦道公司全固态Nd:YAG 1064nm激光器1.4mW。
✓ 1970年， TEA CO2激光器（横向激励）；Xe2准分子激 光器；气体动力激光器；室温连续半导体激光器；光激 励远红外振荡。
✓ 1971年，环形染料激光器。 ✓ 1972年，波导激光器。 ✓ 1973年， DFB半导体激光器（分布反馈）。 ✓ 1974年，连续色心激光器。 ✓ 1976年，自由电子激光。 ✓ 1977年世界第一台自由电子激光器问世。 ✓ 1980年，光孤子。
钕玻璃激光器 ；1963年 ，王守武等 ，GaAs同质结半导 体激光器 1964年 ，万重怡等 ，脉冲Ar+激光器 ；用激光演示传送 电视图像，实现3～30公里的通话。 1965年 ，王润文等 ，CO2分子激光器 ；激光打孔机成 功地用于拉丝模打孔生产，获得显著经济效益；激光视 网膜焊接器进行了动物和临床实验 ；研制成功激光漫反 射测距机（精度为10米/10公里）
✓ 1984年，BBO晶体（硼酸钡）透紫外非线性晶体（中国 人发明）；
✓ 1984年，半导体激光泵浦固体激光器；BBO晶体（硼酸 钡）透紫外非线性晶体（中国人发明）
✓ 1989年， LBO （硼酸钾晶体）非线性透紫外（中国人发 明）
一、激光器的基本组成 谐振腔
工作物质
激励源 1. 激光器的组成：工作物质+谐振腔+激励源
✓ 1986年，光纤放大器；钛宝石连续波长可调激光器。
✓ 1990年，美国研制成功畸变量子阱激光器，开关速度达 280亿次/秒，这是激光器有史以来达到的最高速度。
✓ 1989年， LBO （硼酸钾晶体）非线性透紫外（中国人 发明）。
✓ 1992年，美国贝尔实验室的研究人员研制出当时世界上 最小的半导体激光器，直径只有2至10微米。在一个大 头针的针头上，可以装下1万个这样的新型半导体激光器。
➢ 1973年5月首次在低温固氘靶、常温氘化锂靶和氘化聚乙 烯上打出中子。
➢ 1974年研制成功我国第一台多程片状放大器，把激光输 出功率提高了10倍，中子产额增加了一个量级。
➢ 在国际上向心压缩原理解密后，积极跟踪并于1976年研 制成六束激光系统，对充气玻壳靶照射，获得了近百倍的 体压缩。这一系列的重大突破，使我国的激光聚变研究进 入世界先进行列，也为以后长期的持续发展奠定了基础。
✓ 1964年，首次实现全固态激光器输出；离子激光器；染 料饱和调Q；锁模激光；CO2激光器；高温YAG连振荡； 电子束激励CdS激光器。
✓ 1965年，化学激光；光参量振荡；色心激光；第一台可 产生大功率激光的器件——二氧化碳激光器诞生。
✓ 1966年，染料激光器问世；第一台Ｘ射线激光器研制成 功，亚皮秒脉冲（fs)。
小结
工作物质是核心;激励源：实现粒子数反转;谐振腔：正反馈+选模
2. 激光器的分类 ✓ 根据工作物质的形态分类：固体激光器、液体激光器、气体激
光器、准分子激光器、染料激光器、半导体激光器、光纤激光 器、自由电子激光器等 ✓ 根据运转方式分类：连续激光器、脉冲激光器（电光调Q激光 器、声光调Q激光器等）、锁模激光器等
量子振荡器。
3. 激光理论 ✓ 1958年，肖洛和汤斯提出了“激光原理” ，发表了关于激
光器的经典论文，奠定了激光发展的基础 。 ✓ 1958年，巴索夫提出利用半导体制造激光器的可能性 4. 各类激光器的首次研制成功 ✓ 1960年，梅曼发明了世界上第一台红宝石激光器；四能级机
制；He-Ne激光器；全固态激光器思想（LED、LD泵浦） ✓ 1960~1965年间，巴索夫实现了p-n结、电子束和光泵激发
4. 半导体激光器（LD）的优缺点
➢ 优点：效率高（大于50%)、寿命长(连续1~2万小时）、
体积小、重量轻；尤其是可以直接电调制，适于作光
纤通信光源
缺点：光束质量差。
Mira-900D器为泵浦源的固体激光器。
Output Beam
LBO Doubling Crystal
✓ 1981年，飞秒脉冲激光。
✓ 1982年，阵列半导体激光器。
✓ 1984年，半导体激光泵浦固体激光器；BBO晶体（硼酸 钡）透紫外非线性晶体（中国人发明）；自发辐射调射 线放大 。
✓ 1985年,D. L. Spies第一台高效全固态激光器。利用单管 LD作端面泵浦源，激光介质Nd:YAG棒长1cm，采用平 凹腔结构，泵浦功率220mW时，得到80mW的1064nm TEM00激光输出，光—光效率37%，总的电光转换效率 8%。
各种类型的激光器。 ✓ 1961年，调Q振荡。
✓ 1962年，玻璃体激光器；拉曼激光；GE公司的Hall第一 台GaAs半导体激光器问世。
✓ 1963年发明光纤激光器 。瓦级光纤激光功率输出的技术 飞跃在1990年得到了实现，当年一台4瓦的掺铒光纤激 光器被报道 。
✓ 1963年，N2激光器；及紫外激光器。
✓ 1992年，日本推出一种高输出半导体激光器，特点是服 务寿命长，在室温下可连续工作5000小时。
✓ 1997年，美国麻省理工学院的研究人员研制出第一台原 子激光器。
二、中国激光技术发展
1. 初期发展 1961年夏，王之江主持，我国第一台红宝石激光器研制
成功（在长春光机所） 。 1963年 ，邓锡铭等第一台He-Ne激光器 ；干福熹等掺
一、国外激光技术研究历史和现状
1. 相关概念的提出 ✓ 1893年，布卢什提出简单的平面镜谐振腔概念。 ✓ 1917年，爱因斯坦提出“受激辐射”的概念。 ✓ 1942年，汤斯 产生微波激射的想法。 ✓ 1950年，光泵。 ✓ 1951年，核自旋能级反转 。
2. 微波器件的研制成功 ✓ 1953年，汤斯造出第一台微波激射器。 ✓ 1954年，巴索夫 与普罗霍罗夫合作，制出一台氨分子束
Diode Pump From ProLte
Nd: YVO4 Gain Medium
Diode Pump From ProLite
6. 全固态激光器的优点：效率高（>30%）、（功率和频率） 稳定性高、光束质量好、寿命长、结构紧凑、体积小、 重量轻等