光纤激光器简介

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光纤激光器的原理

光纤激光器的原理

光纤激光器的原理
光纤激光器是一种利用光纤作为增益介质的激光器。

它通过将激光器的增益介
质替换为光纤,实现了激光器的小型化、高功率化和高光束质量化。

光纤激光器的原理是基于光纤的增益效应和光的放大过程,下面我们来详细了解一下光纤激光器的原理。

首先,光纤激光器的核心部分是光纤增益介质。

光纤是一种能够传输光信号的
细长光导纤维,其内部材料通常为掺杂有稀土离子的玻璃材料。

当光信号通过光纤时,受到掺杂离子的激发,从而实现光信号的放大。

这种光纤增益介质的特性使得光纤激光器具有高效率、高功率和高光束质量的特点。

其次,光纤激光器的工作原理是基于光的受激辐射放大过程。

当外部能量作用
于光纤增益介质时,掺杂离子被激发并处于激发态,此时若有入射光信号通过光纤,激发态的离子会与入射光信号发生受激辐射,从而使入射光信号得到放大。

这一过程中,光纤增益介质起到了放大光信号的作用,实现了光纤激光器的放大功能。

此外,光纤激光器的原理还涉及到光的反射和共振。

在光纤激光器中,通常会
采用光纤光栅或光纤光学器件来实现光的反射和共振,从而实现激光的输出。

光纤光栅和光学器件可以使光信号在光纤中来回反射,形成光的共振,从而增强激光的输出功率和光束质量。

综上所述,光纤激光器的原理是基于光纤的增益效应和光的放大过程,通过光
纤增益介质、受激辐射放大和光的反射共振来实现激光的输出。

光纤激光器具有高效率、高功率和高光束质量的特点,广泛应用于通信、医疗、材料加工等领域。

希望本文对光纤激光器的原理有所帮助,谢谢阅读!。

光纤激光器研究报告

光纤激光器研究报告

光纤激光器研究报告
光纤激光器是一种利用光纤光导核心之间储存光能的光学设备,并通过半导体激光器提供光子能量来激发光核心的光子放出储存在光纤中的光的一种设备。

与传统的光学放大器相比,光纤激光器具有高功率、低杂散、高效率、小型化等优势。

由于光纤激光器有着占用空间少、无需维护等特点,因此在现代科学技术发展中广泛应用于通信、医疗、工业制造等领域。

光纤激光器采用玻璃棒来形成隐性腔,将激光器的激光照射到棒上,激发玻璃中的离子使之形成游离态激子,然后激子通过多次反射在棒杆中生成光子,这些光子随后在光纤中传播。

光线随后沿着沿光纤水平传播,并在光纤的端部被集成,这将导致光纤激光器产生具有所需波长和高功率的激光。

光纤激光器优于其他激光器的一大优点是它可以在非常小的空间内运行,因此可以用于许多高密度组装应用。

此外,尽管它的成本较高,但它在长期使用和成本效益方面往往优于多晶体或气体激光器。

在使用光纤激光器的过程中,我们需要注意防护眼睛、避免直接照射皮肤等细节问题。

另外,拥有充足的工作经验和专业知识的技术工程师应具备的能力,以便在需要时进行日常维护和紧急维修。

综上所述,光纤激光器是一种高端技术的设备,应用广泛,未来在科学技术方面的发展中有着广泛的应用前景。

高功率IPG光纤激光器应用简介

高功率IPG光纤激光器应用简介

高功率IPG光纤激光器应用简介一、IPG光纤激光器简介1.光纤激光器简介光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来: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”,当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。

2.光纤激光器的优势首先是使用成本低,光纤激光器替代了不稳定或高维修成本的传统激光器。

其次,光纤激光的柔性导光系统,非常容易与机器人或多维工作台集成。

第三,光纤激光器体积小,重量轻,工作位置可移动。

第四,光纤激光器可以达到前所未有的大功率(至五万瓦级)。

第五,在工业应用上比传统激光器表现更优越。

它有适用于金属加工的最佳波长和最佳的光束质量,而且光纤激光器在每米焊接和切割上的费用最低。

第六,一器多机,即一个激光器通过光纤分光成多路多台工作。

第七,免维护,使用寿命长。

最后,由于其极高的稳定性,大大降低了运行中对激光质量监控的要求。

简单来说就是高功率下的极好光束质量,高光束质量下的极好电光效率,高功率高光束质量下的极小体积、可移动性和柔性。

3.IPG简介全球最大的光纤激光制造商IPG Photonics由Valentin Gapontsev博士于1991年创建,总部设在美国东部麻省。

IPG在德国、美国、俄罗斯和意大利设有生产、研发基地,并在全球设有销售和服务网点,覆盖美国、英国、欧洲、印度、日本、韩国、新加坡和中国,并于2006年在美国纳斯达克上市。

十八年来,IPG致力于纵向合成,所有的核心配件均为IPG研发、生产和拥有,同时也是唯一一个能为客户提供高性价比的光纤和半导体激光器的厂家。

高功率是IPG的优势。

全世界已有上千台IPG的高功率(>1KW)光纤激光器在汽车制造、船舶制造、海上平台和石油管道、航空航天和技术加工等工业领域中得以应用。

在日本,我们向丰田、三菱、住友在内的客户售出了数百台IPG的大功率光纤激光器。

光纤激光器的介绍

光纤激光器的介绍

光纤激光器的介绍光纤激光器的基本构成包括激光介质、激发源、光学谐振腔和输出光纤等。

其中,激发源通常是高功率半导体激光器或其他类型的激发源,通过注入高能量的光子来激发光纤介质。

介质选择不同的元素或化合物,可以获得不同波长的激光输出。

光学谐振腔的设计和构造非常关键,它可以提高激光的相干性和稳定性。

最后,通过输出光纤将激光束传输到需要的位置。

光纤激光器具有许多独特的优点。

首先,光纤激光器可以产生高质量的激光光束,具有较小的发散角度和高光束质量。

其次,光纤激光器具有高度可靠性和稳定性,可以长时间连续运行而不损坏。

此外,光纤激光器无需频繁调整或维护,使用寿命长,适合工业生产环境。

另外,由于光纤激光器的体积小、重量轻,可以方便地集成到各种设备和系统中,并且易于搬运和安装。

光纤激光器在通信领域有着重要的应用。

其高质量的光束和稳定的输出功率使其成为光纤通信系统中的理想光源。

在光纤通信系统中,光纤激光器可以用作发射光源,将信息传输到远距离。

在高容量光纤通信系统中,光纤激光器能够产生高功率的激光光束,实现远距离的信号传输。

光纤激光器在医疗领域也得到广泛应用。

它可以用于激光手术、皮肤美容、激光治疗等。

光纤激光器具有较小的光束尺寸和高能量密度,可以精确地用于医疗操作。

此外,光纤激光器输出的激光波长可以根据不同的医疗需求进行选择,包括可见光、红外线等。

光纤激光器在制造业中也有重要的应用。

它可以用于切割、焊接、打孔等工艺。

光纤激光器具有高功率、高精度和高可靠性的特点,可以实现快速、准确和稳定的制造过程。

在汽车制造、航空航天、电子制造等行业,光纤激光器已经取代了传统的切割和焊接设备,成为主流技术。

在科学研究领域,光纤激光器也发挥着重要作用。

由于光纤激光器输出的激光具有较小的发散角度和高亮度,它可以用于光谱分析、高精度测量以及光学实验等。

此外,光纤激光器还广泛用于激光雷达、光学透镜、光纤传感器等领域。

总之,光纤激光器作为一种先进的激光源具有广泛的应用前景。

什么是光纤激光器

什么是光纤激光器

什么是光纤激光器——激光英才网光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来: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”,当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。

光纤激光器的类型按照光纤材料的种类,光纤激光器可分为:1.晶体光纤激光器。

工作物质是激光晶体光纤,主要有红宝石单晶光纤激光器和nd3+:YAG单晶光纤激光器等。

2.非线性光学型光纤激光器。

主要有受激喇曼散射光纤激光器和受激布里渊散射光纤激光器。

3.稀土类掺杂光纤激光器。

光纤的基质材料是玻璃,向光纤中掺杂稀土类元素离子使之激活,而制成光纤激光器。

4.塑料光纤激光器。

向塑料光纤芯部或包层内掺入激光染料而制成光纤激光器。

光纤激光器的优势光纤激光器作为第三代激光技术的代表,具有以下优势:(1)玻璃光纤制造成本低、技术成熟及其光纤的可饶性所带来的小型化、集约化优势。

(2)玻璃光纤对入射泵浦光不需要像晶体那样的严格的相位匹配,这是由于玻璃基质Stark 分裂引起的非均匀展宽造成吸收带较宽的缘故。

(3)玻璃材料具有极低的体积面积比,散热快、损耗低,所以上转换效率较高,激光阈值低。

(4)输出激光波长多:这是因为稀土离子能级非常丰富及其稀土离子种类之多。

(5)可调谐性:由于稀土离子能级宽和玻璃光纤的荧光谱较宽。

(6)由于光纤激光器的谐振腔内无光学镜片,具有免调节、免维护、高稳定性的优点,这是传统激光器无法比拟的。

(7)光纤导出,使得激光器能轻易胜任各种多维任意空间加工应用,使机械系统的设计变得非常简单。

(8)胜任恶劣的工作环境,对灰尘、震荡、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。

(9)不需热电制冷和水冷,只需简单的风冷。

(10)高的电光效率:综合电光效率高达20%以上,大幅度节约工作时的耗电,节约运行成本。

(11)高功率,目前商用化的光纤激光器是六千瓦。

光纤激光器的基本结构

光纤激光器的基本结构

光纤激光器的基本结构光纤激光器是一种利用光纤作为激光介质的激光器。

它具有高效率、高稳定性、小体积等优点,被广泛应用于通信、医疗、材料加工等领域。

其基本结构包括泵浦源、光纤增益介质、反射镜和输出窗口。

1. 泵浦源泵浦源是光纤激光器中最重要的组成部分之一,其作用是提供能量给增益介质,使其产生受激辐射。

常用的泵浦源有半导体激光器和二极管激光器两种。

半导体激光器是一种将电能转化为光能的器件,其工作原理是利用半导体材料中的电子与空穴复合时释放出能量的过程来产生激光。

半导体激光器具有小体积、高效率等特点,但其输出功率有限。

二极管激光器也是一种将电能转化为光能的器件,与半导体激光器相比,二极管激光器具有更高的输出功率和更广阔的工作范围。

因此,二极管激光器是目前光纤激光器中常用的泵浦源。

2. 光纤增益介质光纤增益介质是光纤激光器中产生受激辐射的关键部分。

常用的增益介质有掺铒、掺镱等元素的光纤。

掺铒光纤是一种将铒元素掺杂进石英玻璃中制成的光纤,其主要特点是在1.5微米波段具有较高的增益。

掺镱光纤则是将镱元素掺杂进石英玻璃中制成的光纤,其主要特点是在1.06微米波段具有较高的增益。

3. 反射镜反射镜是将激光产生并放大后反射回来形成激射束束流线的关键部分,通常由高反膜和低反膜组成。

高反膜可以使得大部分激发后发出来的能量被反射回去,而低反膜可以使得少量能量通过,从而形成激射束束流线。

4. 输出窗口输出窗口是将激射束束流线从光纤内部输出的关键部分,通常由透明的玻璃或石英制成。

输出窗口可以使得激射束束流线从光纤内部顺利输出,并保护光纤不受外界环境的影响。

总之,光纤激光器的基本结构包括泵浦源、光纤增益介质、反射镜和输出窗口。

这些组成部分相互配合,共同完成了将泵浦能量转化为激射束束流线的过程。

随着科技的不断发展,光纤激光器在各个领域中的应用前景也越来越广阔。

光纤激光器的原理

光纤激光器的原理

光纤激光器是一种利用光学元件将电能转换为光能,并实现高精度光
束成像的一种高科技激光光源。

光纤激光器是一种具有高效率、高稳
定性、可靠性以及长期可靠性的激光光源,可广泛应用于仪器仪表、
光源测试、显示屏、临床仪器、生命科学研究、激光通信等领域。

光纤激光器的原理主要分为三部分:光纤放大器、光强隔离器和镜头
系统。

首先,一定功率的激光管在光纤放大器的作用下将原始输入的
小功率能量肃化输入,放大器会产生一种高质量的激光,而这种激光
则被输入光纤光栅,并由其穿过。

其次,光纤光栅将激光分散成多个
波长,而光强隔离器的作用则是过滤掉其他不相容的频率激光。

最后,激光通过镜头系统的作用,被凝聚成一束微小的光柱,再被聚焦到目
标区域,以实现质量较高的高精度图象输出。

光纤激光器的特点在于其具有良好的耦合效率、良好的耦合效率和比
较低的原理功耗。

相比传统激光源,光纤激光器可节省测量空间,可
运行在任何环境,因此成为众多激光应用领域中使用最广泛的光源之一。

此外,光纤激光器具有易于调节、无公害等优点,使用十分方便,而且其维护成本也比传统激光源低。

总而言之,光纤激光器具有高性能、可靠性、经济性和环境友好等优点,因此应用在各种领域,逐渐成为新时代激光产品的新宠。

它的出
现使传统的激光源得到有效的取代,使激光行业及其应用的技术越来
越发展壮大。

光纤激光器的基本结构和工作原理

光纤激光器的基本结构和工作原理

光纤激光器的基本结构和工作原理一、光纤激光器的基本结构光纤激光器是一种利用光纤作为光学谐振腔的激光器。

它由光纤、泵浦光源、谐振腔和输出耦合器件组成。

1. 光纤:光纤作为光传输的介质,具有较高的光学质量和较低的损耗。

它通常由二氧化硅或氟化物等材料制成。

2. 泵浦光源:泵浦光源是提供激发能量的装置,常见的泵浦光源有半导体激光器、氘灯等。

泵浦光源通过能级跃迁将电能转化为光能,将光纤中的掺杂物激发至激发态。

3. 谐振腔:谐振腔是产生激光放大的空间,由两个反射镜构成,其中一个是部分透射的输出耦合镜。

谐振腔中的光纤被反射镜反射多次,形成光学谐振,增强光的幅度。

4. 输出耦合器件:输出耦合器件是将放大的激光从谐振腔中输出的装置,常见的输出耦合器件有反射镜、光栅等。

它通过调节输出耦合器件的透射率,实现激光的输出。

二、光纤激光器的工作原理光纤激光器的工作原理是基于激光的受激辐射过程。

其工作过程主要可以分为三个步骤:泵浦、光放大和激射。

1. 泵浦:泵浦光源产生的高能量光通过耦合装置输入光纤,激发光纤中的掺杂物(如铥、镱、铍等)的原子或离子跃迁到激发态,形成一个能级反转。

2. 光放大:光纤中的激发态粒子通过受激辐射过程,发射出与泵浦光源相同频率和相干相位的光子。

这些光子经过多次反射,在谐振腔中不断放大,形成光的增强。

3. 激射:当光的增益超过谐振腔的损耗时,光纤激光器开始产生激射。

激射的激光经过输出耦合器件,部分透射出光纤,形成激光输出。

光纤激光器的工作原理可以通过能级图来解释。

在泵浦过程中,泵浦光源提供的能量使得光纤中的掺杂物原子或离子跃迁到激发态。

在光放大过程中,激发态粒子通过受激辐射过程,发射出与泵浦光源相同频率和相干相位的光子。

这些光子通过多次反射,在谐振腔中不断受到增益介质的放大。

当光的增益超过谐振腔的损耗时,光纤激光器开始产生激射,形成激光输出。

光纤激光器具有很多优点,如小型化、高效率、高质量光束、稳定性好等。

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目录第一章、激光基础第二章、激光器第三章、光纤的特性第四章、光纤激光器第五章、实验室激光器型号及操作安全第一章激光基础1.1什么是激光?激光在我国最初被称为“莱赛”,即英语“Laser”的译音,而“Laser”是“Light amplification by stimulated emission of radiation”的缩写。

意为“辐射的受激发射光放大”,大约在1964年,根据钱学森院士的建议,改名为“激光”。

激光是通过人工方式,用光或者放电等强能量激发特定的物质而产生的光。

激光的四大特性:高亮度、高单色性、高方向性、高相干性。

具有高亮度的激光束经过透镜聚焦后,能在焦点附近产生数千度乃至上万度的高温,这就使其能够加工几乎所有材料。

由于激光的单色性极高,从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上,得到很高的功率密度。

1.2激光产生的基本理论1.2.1原子能级和辐射跃迁按照玻尔的氢原子理论,绕原子核高速旋转的电子具有一系列不连续的轨道,这些轨道称为能级,如图1-1。

图1-1 原子能级图当电子在不同的能级时,原子系统的能量是不相同的,能量最低的能级称为基态。

当电子由于外界的作用从较低的能级跃迁到较高的能级时,原子的能量增图1-2 电子跃迁图加,从外界吸收能量。

反之,电子从较高能级跃迁到较低能级时,向外界发出能量。

在这个过程中,若原子吸收或发出的能量是光能(辐射能),则称此过程为辐射跃迁。

发出或吸收的光的频率满足普朗克公式(hv=E2-E1)。

1.2.2受激吸收、自发辐射、和受激辐射受激吸收:处于低能级上的原子,吸收外来能量后跃迁到高能级,则称之为受激吸收。

自发辐射:由于物质有趋于最低能量的本能,处于高能级上的原子总是要自发跃迁到低能级上去,如果跃迁中发出光子,则这个过程称为自发辐射。

两个能级之间的能量差越大,自发辐射过程所放出的光子频率就越高。

如同弹琴,如果用力拉紧琴弦,琴发出的音调频率就高,反之则低。

自发辐射光极为常见,普通光源的发光就包含受激吸收与自发辐射过程。

前一过程是粒子由于吸收外界能量而被激发至高能态;后一过程是高能态粒子自发地跃迁回低能态并同时辐射光子。

当外界不断地提供能量时,粒子就会不断地由受激吸收到自发辐射,再受激吸收,再自发辐射……如此循环不止地进行下去。

每循环一次,放出一个光子,光就这样产生了。

以电灯为例:接通电源后,电流流经灯泡中的发光物质——钨丝,钨丝被灼热,使钨原子跃迁至高能态,然后又自发跃迁回低能态并同时辐射出光子,于是灯泡就亮了。

受激辐射:处于高能级E2上的原子,受外来频率(满足hv=E2-E1)的光子的激励,从E2跃迁到E1,发出一个和外来光子完全相同的光子,称为受激辐射。

受激辐射和自发辐射有本质的区别:前者是受激产生,跃迁时产生的光子与外来光子在频率、相位、方向、和偏振方向上完全一致,吸收一个光子,放出两个光子,产生的光子相当于加强了外来光子,即光放大作用。

而自发辐射的光子频率不同,是杂乱无章的,完全不相干的。

光放大作用简单地说,就是输入是一个外来光子,而输出的则是性质与外来光子一模一样的两个光子,因为在输出的两个光子中,一个就是外来光子本身,而另一个则是在受激辐射过程中释放出来的,即是被外来光子“激”出来的。

一个光子激发一个粒子产生受激辐射,得到两个完全相同的光子,这就是光的“放大”。

这两个光子再去激发两个粒子产生受激辐射,就可以得到完全相同的4个光子,4、8、16……如此链锁反应,完全相同的光子数目便会越来越多,可见受激辐射过程也就是光放大的过程。

在受激辐射过程中产生并被放大了的光,便是激光。

1.2.3粒子反转分布从光的放大作用可以看出,要想实现放大,则必须输入外来光子(即种子光,后面要讲的泵浦光),并且要有可供受激辐射的处在高能级的原子。

在平衡状态下,粒子(原子、分子等)在各能级的分布满足玻尔兹曼公式,即能级的能量愈高,上面的粒子数越少。

这时如果给粒子系统提供一个外来能量,使低能级上的粒子吸收能量跃迁至高能级上,使高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数,这个过程即称为粒子集居数反转。

只有在两个形成了粒子数反转的能级之间,受激辐射的分量才能大于受激吸收,光才能得到放大。

1.2.4激光产生的三要素:激励源,工作介质,谐振腔一、激励源要想把处于低能态的粒子送到高能态去,就得借助外力工具来实现。

这个过程类似于把水位很低的河水或井水抽运到水塔上的蓄水池里,必须要有足够功率的水泵作功才成。

同理,要实现粒子数反转,首先必须消耗一定的能量把大量粒子从低能级“搬运”到高能级,这种过程在激光理论上叫做泵浦或激励。

由于其作用原理和水泵抽水相类似,所以把能使大量的粒子从低能态抽运到高能态的激励装置通称之为“光泵”。

“光泵”只是在解释粒子数反转时借用的一种形象的说法。

实际上粒子都是甘居低能态的,而且很顽固,并不是象水一样很容易地就被泵抽运走了。

即使费了很大劲把一部分抽运到了高能态,但它们很快就又自发地跃回低能态了。

怎么办呢,那就需要加大能量不停顿地来轰击。

就是说,激励不仅要快,而且要强有力。

激励作用总是通过消耗一定的能量来实现的,产生受激辐射所需要的最小激励能量定义为激光器的阈值。

阈值是描述激光器整体性能的一个重要参数。

二、工作介质在大千世界里,各种各样的物质都是由分子、原子、电子等微观粒子组成的,如果有了强大的激励是不是都能在物质中实现粒子数反转而产生激光呢?不是的,激励只是一个外部条件,激光的产生还取决于合适的工作物质,也称之为激光器的工作介质,这才是激光产生的内因。

前面我们所讲到的都是以二能级系统为例来讨论的,也就是说工作物质只有高、低两个能级。

实际上目前所有已实现的激光辐射都是三能级或四能级系统。

下图是红宝石激光器的铬离子(Cr3+)的简化能级图,这是一个典型的三能级系统。

图中所示的E1,E2,E3中,E2是亚稳态级。

外界激发作用将会把粒子从E1抽运到E3,被抽运到E3的粒子很快通过无辐射跃迁转移到E2,因为E3的寿命只有10-9秒,即10亿分之一秒,不允许粒子久留,所以此过程很快。

但E2的亚稳态,寿命较长,约为10-3秒,即千分之一秒,允许粒子久留。

随着E1上的粒子不断地被抽运到E3,又很快转移到E2,既然E2允许粒子久留,那么从E2到E1的自发辐射跃迁几率就很小,于是粒子就在E2上积聚起来,从而实现E2对E1两能级间的粒子数反转。

这个系统便能对诱发光子能量hV=E2—E1的光进行光放大。

显然,E2能级好象一个水塔上的蓄水池,能够贮存大量的粒子,只有亚稳态级才具有这种能力,但并不是所有的发光物质都具有亚稳态结构,这就是有些物质可以“激”出激光来,而有些物质却“激”不出来的道理。

所以,具备亚稳态能级结构是对产生激光的工作物质的起码要求。

三、谐振腔合适的工作物质有了,实现粒子数反转的激励源有了,这下子该“激”出激光了吧!还不行,因为人们在实验中发现这样虽然可以产生受激辐射,但非常微弱,根本形不成可供人们使用的激光。

这很自然的使人们想到了采用放大的办法来解决这个问题,于是出现了光学谐振腔。

即利用两个面对面的反射镜,使放大了的光在镜间来回被反射,反复通过镜间的介质不断再放大,即反馈放大。

两个反射镜可以是平面,也可以是球面。

其中一个要求是反射率为100%的全反射镜,图1-3谐振腔示意图另一个是部分反射镜。

比如,反射率为95%时,5%的光透射出去供人应用,从而构成光学谐振腔。

因为其侧面是敞开的,所以,又称作“开放腔”。

当把激光介质置于两反射镜之间后,即可构成激光振荡器。

当外界强光激励置于两镜间的激光介质时,就在亚稳态级与稳态级之间实现了粒子数反转。

处于亚稳态级的粒子当自发地跃迁到低能级时将自发辐射光子,但这种发射是无规律的,射向四面八方,其中一部分可以诱发激发态上的粒子产生受激辐射。

从图上可以看出,凡非腔轴方向的自发辐射,尽管它也可以诱发激发态上的粒子产生光放大,但因介质体积有限,腔侧面又是敞开的,终将逸出腔外。

所以,产生激光的作用不大。

唯独沿腔轴方向的自发辐射才起作用。

每当它碰到镜面时,便被反射沿原路折回,又重新通过介质不断诱发激发态上的粒子产生受激辐射光放大。

由于受激辐射光在腔镜间往返运行,介质被反复利用,腔轴方向受激辐射光就越来越强。

其中一部分从部分反射镜端射出,这就是激光;而其余部分留在腔内继续反馈放大以维持不断的向外辐射激光。

激光产生的流程图如下所示:图1-4 激光产生流程图第二章激光器2.1激光器的历史激光器的发展史应该追溯到1917年,爱因斯坦提出光的受激辐射的概念,预见到受激辐射光放大器诞生,也就是激光产生的可能性。

20世纪50年代美国科学家汤斯及前苏联科学家普罗科霍罗夫等人分别独立发明了一种低噪声微波放大器,即一种在微波波段的受激辐射放大器Maser(Microwave amplification by stimulated emission of radiation )。

1958年美国科学家汤斯和肖洛提出在一定条件下,可将这种微波受激辐射放大器的原理推广到光波波段,制成受激辐射光放大器Laser(Light amplification by stimulated emission of radiation)。

1960年7月美国的梅曼宣布制成了第一台红宝石激光器。

图2-1 梅曼的第一台红宝石激光器1961年我国科学家邓锡铭、王之江制成我国第一台红宝石激光器,称其为“光学量子放大器”。

随后我国科学家钱学森建议统一翻译成“激光”或“激光器”。

图2-2我国激光器发展历史图2-3我国第一台激光器2.2激光器的分类激光的历史于1960年应用3能级固体激光器的红宝石激光器的振动而拉开了帷幕。

对气体激光器、半导体激光器、染料激光、光纤激光器等新激光材料、介质的研究逐渐活跃地展开。

现在,在工业用激光器中,二氧化碳激光器、准分子激光器、Nd:YAG激光器、光纤激光器等已被广泛应用。

本节将按照增益介质的不同对激光器进行分类,对各种代表性的激光增益介质、泵浦方法、振荡形态、振荡波长进行描述。

与激光器的特征有关的项目和种类见表:图2-4 激光器分类图(a)液体激光器液体激光器是以液体作为介质的激光器。

最被广泛应用的液体激光器的介质是染料分子溶于有机溶剂中的有机染料,实用化的液体激光器基本上是以有机染料为介质的染料激光器。

(b)气体激光器气体激光器是利用气体分子作为激光介质的激光器,一般泵浦方法是对封入到玻璃管(或陶瓷管)内的气体放电。

因为放电,被加速的电子将能量转移到气体激光介质的原子(或离子和分子),原子被泵浦到激发态能级而形成反转分布。

根据激光介质的气体种类的不同,又可以细分为HeNe激光器、惰性气体激光器、准分子激光器、二氧化碳激光器。

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