光电子激光技术
光电子技术的发展与应用

光电子技术的发展与应用光电子技术,作为一门交叉学科,融合了光学、电子学和信息技术的研究成果,为现代科技发展提供了重要的支持和推动力。
本文将探讨光电子技术的发展历程以及在不同领域中的广泛应用。
一、光电子技术的发展历程光电子技术的起源可以追溯到19世纪末的电磁理论发展。
随着光学、电子学和信息技术的不断进步,光电子技术逐渐成为一个独立的研究领域,并得到了广泛的应用。
以下是光电子技术的一些重要里程碑:1. 光电效应的发现1905年,爱因斯坦提出光电效应的理论,该理论解释了材料受光照射时产生的电子排斥现象。
这一重要发现对于后来的光电子技术的发展起到了关键作用。
2. 半导体器件的发展20世纪50年代,半导体技术的快速发展为光电子技术的进一步发展提供了基础。
半导体材料的特殊性质使其在光电子器件的制造中具有独特的优势。
3. 光纤通信技术的突破20世纪60年代末,光纤通信技术的突破标志着光电子技术的新时代的到来。
光纤通信以其大带宽、低损耗和高速率的优势,使得信息传输变得更加便捷和高效。
4. 激光技术的应用激光技术的发展在光电子技术中占据着重要地位,激光器的出现使得光电子在通信、医疗、测量和材料加工等领域都有了广泛的应用。
二、光电子技术的应用领域1. 光通信光通信是光电子技术的重要应用之一。
利用光纤传输信息具有大带宽、低损耗和高速率的优势,可以满足现代社会对大容量、高速率通信的需求。
光通信技术已经广泛应用于长距离通信、数据中心互连和宽带接入等领域。
2. 光存储技术光存储技术是指利用光的记忆和存储功能来实现信息的存储和检索。
光存储器件具有容量大、读写速度快和耐久性强的优点,目前已经广泛应用于光盘、蓝光光盘、固态硬盘等储存介质。
3. 光电显示技术光电显示技术是利用光电效应将电信号转换为光信号,实现信息显示的技术。
目前常见的光电显示技术包括液晶显示、有机发光二极管(OLED)和量子点显示。
这些技术在平板电视、智能手机和电子书等电子产品中得到广泛应用。
光电子技术与激光基础

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光 电子 技 术 与 激 光 基 础
激 光场 噪 声 对原 子 共 振荧 光 压缩 性 质 的 影 响 〔 中 〕 刊 柯 莎莎 刀 量 子 电子 学 报 一 一 研 究 了 由相 干 场 和 随 机 场 驱 动 的 二 能 级 原 子荧 光 场的 压 缩 谱 在强 场驱 动 和 大失 谐条 件下 荧光 场 正 规 噪音 谱 的 振 幅 出 现 双模 压缩 并 且通 过调 节 原子的拉 比频率可 以来 控制压 缩频 率 同 时压 缩还 随 着 随机 强 度 的 增 大 而 减 小 压缩 谱 还 与 相 干 场 和 随 机场 之 间 的 相对 相 位 有 关 切 参
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光 电子 技 术
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应 用 于 频 谱分 析 的 高 分 辨 率 声 光 偏 转 器 〔 中 〕何 晓 刊 亮 压 电与 声 光 一 一 介绍了 应用 于 频谱分 析的高分辨率 声 光 偏 转器 描 述 了 偏 转 器 的 原理 设 计 给 出 了 光 波 长 带 宽 分辨率 峰值衍射效率 线偏 振 凡 比 光 的实验结果 参
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激光与光电子学技术的最新进展

激光与光电子学技术的最新进展在当代科技领域中,激光与光电子学技术是备受关注的两个领域。
它们凭借着自身的品质和特点,成为了众多领域的主要研究方向。
最新的进展更是让人们对这两个领域的未来充满了期待。
一、激光技术的最新进展现在的激光技术已经深入各个领域,并不再是像以前那样只用于医疗和军事领域。
激光技术在现在还能被用于3D 打印技术,制作高品质的产品。
同时,激光技术还在交通领域有着广泛的应用,使用激光雷达技术对行车道路和交通情况进行快速扫描,提高车辆行驶的安全性。
最新的激光技术发展方向是微型激光器技术,尺寸小,重量轻,功耗低且寿命长。
这种技术的应用范围非常广泛,比如说,它可以用于智能手机的光通讯技术等日常生活中的科技产品。
此外,激光技术还可以实现高效、低能量损耗或零能量损耗的物质加工。
例如,激光灰度拉微加工技术组合电子束、等离子体、化学剥蚀和光化学微纳加工的优点,可以实现在珂米级尺寸下进行各种形式的微纳标记、微纳加工和微纳装配等研究。
这些技术的成功实现将使设备微型化,降低制造成本,提高集成度,广泛应用于物联网、智能人机交互等领域。
二、光电子学技术的最新进展光电子学技术从其出现以来,便一直是一个原理相对简单,效果却非常出色的技术。
在半导体材料和光电探测器方面有了长足的发展。
例如,在早期的光电子学技术研究中,研究人员通过使用铟镓锗(InGaAs)和锗(Ge)材料制备了新型高效率光电探测器,并实现了高速、高灵敏度的探测。
最新的光电子学技术发展方向是研究高性能、小尺寸、低功耗等特点的新型半导体材料,如硝化镓(GaN)、氧化铝(Al2O3)、氮化硼(BN)等,其在新型半导体激光器、功率器件和光电探测器中的应用非常广泛。
新型光电子学技术不仅可以在科学研究、医学治疗、航天探测等领域中起到重要作用,并可以用于电子设备中,比如芯片内集成的激光器和探测器,大大提高了电子设备的工作效率和精度。
三、总结激光技术和光电子学技术已经广泛应用于各个领域,并构成了现代科技的重要组成部分。
光电子技术的重大进展及未来前景

光电子技术的重大进展及未来前景光电子技术是指利用光子与电子相互作用的原理进行信息传输、控制、处理和谱学分析等领域的研究。
它是光学、电子学、数据处理和通讯技术的综合应用。
在过去的几十年中,光电子技术一直处于快速发展的过程中,不断地带来许多新的创新和突破,推进了我国社会经济的发展,也深刻地影响了人们的生活方式和思考方式。
今天,我们将一起探讨光电子技术的重大进展及未来前景。
一、光电子技术的重大进展在过去的几十年中,光电子技术一直处于不断的研究和发展之中,也带来了许多的重大进展。
下面,我们就来看看光电子技术的重大进展有哪些。
1、激光技术的发展激光技术是光电子技术中的一个重要分支领域,它的发展也得到了广泛的应用。
例如,激光器可以用于制造半导体芯片、显示屏、光纤通信和医学等方面,可以说激光技术是研究和运用光电子技术的核心。
2、光通信的发展光通信是当前世界最重要的交流技术之一,其技术特点是利用光信号代替电信号进行信息传输。
光纤通信技术可以实现长距离传输,高速率传输和大容量传输等优点,是信息技术领域中不可或缺的重要技术。
3、光电存储器的发展随着计算机系统的不断升级,光电存储器技术越来越显得重要,它可以提高计算机存储容量和运行速度,与传统的硬盘、内存和固态硬盘相比,光电存储器具有更高的数据存储容量、更快的读写速度和更长的使用寿命等优点。
4、光学测量技术的发展光学测量技术是一种利用光学原理进行测量的技术,早期主要应用于工业领域,如机械设备的精度检测、零部件的精度测量和生产流水线的质量控制等,现在已广泛应用于航空航天、建筑工程、医疗诊断、地质勘测和环境监测等。
二、光电子技术的未来前景随着人们对科技创新和新兴产业的追求,光电子技术将在未来取得更大的突破和发展,其未来前景也必将十分广泛且光明。
1、光电子技术在通信领域的应用未来,光电子技术将在通信领域发挥越来越重要的作用。
随着5G技术的不断完善和普及,同时光通信技术的提高,光电子技术将更好的应用在移动通信和物联网等领域,为人们的生活带来更高效、更舒适和更安全的体验。
光电子学及应用——飞秒激光技术

光电子学及应用——飞秒激光技术随着科学技术的不断发展,光电子学得到了广泛的应用和深入的研究。
而飞秒激光技术作为光电子学领域的一种重要技术手段,不仅可以开启新的研究领域,还能结合现有技术取得更为优异的结果。
飞秒激光技术在生物学、材料科学、医学等领域均得到了广泛的应用。
一、飞秒激光技术的基本原理飞秒激光技术,是指通过超短脉冲激光对物体进行加工和研究的一种技术。
其核心原理是光子-电子相互作用,即将能量转移到物质的电子上,如超短激光将光子能量转移给物质的材料时,会发生电子激发离子化等过程。
因此,飞秒激光通常采用聚焦光束,使其能量密度足以造成材料内部原子或分子间的电子移动。
此时,物质处于等离子态,即产生高温高压等高复杂物理化学过程,从而实现材料的加工和研究。
二、飞秒激光技术的应用领域1. 生命医学领域飞秒激光技术被广泛应用于生命医学领域,如医学影像学和癌症治疗等。
例如,在眼科治疗中,飞秒激光可以用于角膜切削术,极大地提高了术后视力质量和治疗效率。
同时,在肿瘤治疗中,飞秒激光通过抑制肿瘤细胞的增殖和破坏肿瘤细胞,极大地提高了治疗效果。
2. 材料科学领域飞秒激光技术在材料领域中也有着广泛的应用,如材料表面处理、微加工等。
例如,在材料表面处理中,飞秒激光可以产生微纳米级的精度和高质量的表面处理效果,用于制造高科技产品。
此外,在材料的切割、起泡和成型等加工方面,也有广泛的应用。
3. 量子光学激光的相干性和精度约束是一件困难的工作,飞秒激光技术被广泛应用于量子光学研究当中。
例如在量子计算机的构建中,飞秒激光技术可以把任意两个光子进行数字量子逻辑门控制,从而实现量子计算操作。
同时在更容易实验的系统中,如自旋和波函数的准同态系统中,飞秒激光技术亦在方便的精度控制方面是有很高的应用价值。
三、飞秒激光技术的未来发展方向飞秒激光技术在科技领域中有着较高的价值和发展潜力。
可预见的未来,飞秒激光技术将广泛应用于更广泛的领域和更具挑战性的领域中。
激光与光电子技术

通信方面,1964年9月用激光演示传送电视图像,
1964年11月实现3~30公里的通话。 工业方面,1965年5月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。 医学方面,1965年6月激光视网膜焊接器进行了动 物临床实验。 国防方面,1965年12月研制成功激光漫反射测距机 (精度为10米/10公里),1966年4月研制出遥 控脉冲激光多普勒测速仪。 在起步阶段我国的激光技术发展迅速,无论是数量 还是质量,都和当时国际水平接近。
3. 测量衍射效率
4. 测量超声光栅的光栅常数 思考:1.如何由声光晶体制作声光调制器 2.解调器应具备怎样的物理性质?
§4 表面等离子体共振技术 一、现实中的等离子体 太阳风
日冕
宇宙中99%的已知物质是等离子体
数密度:103 m-3 ---- 1033 m-3 温度:10-1ev --- 106 ev (104 K---- 1010 K) 1ev ~ 11600 K
稍后,美国物理学家查尔斯· 汤斯以及前苏联物理学家 马索夫和普罗霍洛夫先后提出了利用原子和分子的受 激辐射原理来产生和放大微波的设计。
1954年,第一次实现了氨分子微波量子谐振器,由此诞 生了一个新的学科:量子电子学,开辟了利用粒子中的 束缚电子与电磁场的相互作用来放大电磁波的新路。 1958年,汤斯和肖洛提出了利用尺度远大于波长的开 放式光谐振腔实现激光器的思想。布隆伯根提出了利 用光泵浦三能级原子系统实现粒子数反转分布的构想。
2. 光源的调制 此调制方法也适于音 内调制:信号直接控制光源的工作电流 频信号光纤传输实验 光源的 特点:易于实现,适于中低速传输 调制 外调制:利用光通过介质时的电光、声光、 磁光等效应实现信号对光强的调制。 特点:光源输出功率恒定,适于高 本实验采用 速传输 内调制 V+ V+ P R1 LED R LED 直流偏置点 调制 信号 调制信号 R2 I
光电子学与激光技术考试试题

光电子学与激光技术考试试题第一部分:选择题(共30小题,每题1分,共30分)1. 光电子学是研究光与电子相互作用的学科,其主要研究内容包括以下哪些方面?A. 光的发射和吸收B. 光的传播和检测C. 光的调制和放大D. 光的干涉和衍射E. 光的散射和束缚2. 下列哪个物理现象是激光器工作的基础?A. 斯托克斯反馈B. 场致电子发射C. 弛豫振荡D. 光子传导E. 反受激辐射3. 下列哪种材料可以实现光的放大效应?A. 金属B. 液体D. 常温等离子体E. 电解质4. 激光器的输出特性可以通过以下哪个参数来描述?A. 散射率B. 反射率C. 出射功率D. 聚焦能力E. 相干长度5. 下列哪个激光器适用于进行组织切割和焊接等医疗手术?A. 氦-氖激光器B. 二氧化碳激光器C. 氮化镓激光器D. 半导体激光器E. 铒光纤激光器6. 在激光器中,激光能量被放大的过程涉及以下哪个物理过程?A. 激发C. 辐射D. 寿命短E. 冷却7. 光纤通信是现代通信技术的重要组成部分,光纤通信系统中常用的光纤材料是?A. 金属光纤B. 塑料光纤C. 多模光纤D. 单模光纤E. 混合光纤8. 激光技术被广泛应用于以下哪个领域?A. 化学分析B. 材料加工C. 医学诊断D. 通信传输E. 光学显示9. 激光器的输出波长是由哪个物理量决定的?A. 光子能量B. 材料厚度C. 折射率D. 能带宽度E. 能级差10. 光电二极管广泛应用于以下哪个领域?A. 集成电路制造B. 光学计量C. 医学成像D. 触摸屏显示E. 激光雷达第二部分:填空题(共10小题,每题2分,共20分)11. 激光的特点是_________。
12. 光通信系统中,光纤是一种_________。
13. 激光放大器中,补偿模块的主要作用是_________。
14. 半导体激光器的能级结构是由_________组成的。
15. 光的散射现象包括_________散射和_________散射。
光电子技术的应用与发展

光电子技术的应用与发展光电子技术是近年来发展较快的前沿技术之一,主要应用于高端制造、航空航天、医疗、通信等领域。
今天我们就来探讨一下光电子技术的应用与发展。
一、激光应用激光是光电子技术中应用最广泛的技术之一。
激光的高亮度、纯度和方向性,使其应用于切割、打标、微加工、变形等领域。
在医疗领域中,激光可用于眼科手术、皮肤美容等。
而在自动驾驶领域,激光雷达则能够提供高精度的三维感知数据,为自动驾驶的实现提供了重要的支持。
二、光纤通信光纤通信是传输高速数据的主要方式之一。
与传统的电信网络相比,光纤通信速度更快、容量更大、传输质量更稳定。
光纤通信技术的应用领域包括互联网、电视直播、在线教育等。
而随着5G时代的到来,光纤通信的应用前景更加广阔。
三、光学测量技术光学测量技术是一种用光学原理测量物体表面形状和尺寸的技术。
光学三维测量技术的应用领域非常广泛,包括机械制造、汽车、电子、航空航天等领域。
光学三维测量技术可用于检测零件的精度、表面处理、开发新产品等。
四、物联网物联网是利用互联网、无线传感器网络等技术将普通物品与互联网相连的技术。
而光电子技术作为物联网技术的重要组成部分之一,其应用领域非常广泛。
光电子技术可为物联网提供更加可靠、稳定的传输和测量手段。
例如,光学传感器可用于测量温度、湿度等环境数据,为物联网提供了更加广阔和多样的应用场景。
五、光电子技术的未来随着人工智能、物联网等技术的迅速发展,光电子技术的应用场景将更加广泛。
光电子技术与人工智能的结合,将会使得光电子技术在自动驾驶、智能制造、医疗等领域更加智能化。
光电子技术的发展,将有力支持基础设施建设、推动社会现代化进程,推动我国经济发展。
光电子技术已经成为现代化技术的重要组成部分之一,对于我国技术和经济的发展具有重要的战略意义。
相信在技术的不断创新和发展中,光电子技术将会有更加广泛的应用和更加卓越的成就。
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第一章光辐射范围:0.01—1000um;包括:紫外辐射<可见光(0.38—0.78)<红外辐射光辐射:以电磁波形式或粒子(光子)形式传播的能量,可用光学元件反射、成像或色散,这种能量及其传播过程计量光辐射的俩套体系:1、辐射度单位体系;2、光照度单位体系光通量单位:lm(流明) 发光强度单位:cd(坎德拉)---光度学基本单位光照度单位:lx(勒克斯)=lm/m2辐射照度单位:W/m2光与原子作用的三种跃迁:1、受激吸收(低能态受光照);2、自发辐射(高能态不稳定)3、受激辐射(高能态在自发辐射前受外来光子影响)激光产生的条件:1、粒子数反转(前提)外界输入能量的过程“泵浦”2、光学谐振腔(必要)3、阈值条件(决定性)当光在腔内来回一次,增益大于损耗才产生激光激光的三能级系统:激光的优越性:“一高三好“-高亮度、好方向性、好单色性、好的时间空间相干性YAG激光器:基质晶体Y3Al5O12热物理性能好,使激光器既连续工作又可高效率脉冲工作。
LD:激光二极管或半导体激光器LD能带的产生:共有化运动使得本来处于同一能量的电子发生了能量的微小差异,其势能具有晶格的周期性,因此晶体的能谱在原子能级的基础上分裂成能带价带:行程共价键的价电子所占据的能带导带:自由电子占据的能带(价带上面邻近能带)禁带:价带顶到导带底之间的能带,不允许电子占据I型—本征半导体P型---五价原子(磷锑砷)N型---三价原子(硼)PN结加上正向电压(正向偏置)时,热平衡被破坏,PN结区势垒降低,实现了粒子数反转分布。
PN结就是光辐射的有源区。
有源区电子、空穴复合发光,引发受激辐射。
经谐振腔选频,可形成激光输出。
LED发光二极管:其结构是半导体PN结结与结之间是产生荧光的复合区,叫有源区。
LED发光原理:对PN结正向注入电流,P区空穴向有源区扩散,N区电子向有源区扩散,结果电子与空穴在有源区复合,以一定频率的光能释放出来LED与LD的根本区别:LED发光是基于自发辐射,发出的是荧光,是非相干光;LD是靠两端解理面为谐振腔起反射作用来提供光的反馈,是基于受激辐射,发射的是相干光——激光。
LD的P-I特性:线性好,可直接调制(内调制),LD是对温度很敏感的器件,温度升高,性能劣化。
需要控制温度,以稳定输出光功率和峰值波长。
LED的P-I特性:线性区很宽,可直接调制(内调制)。
第二章光辐射的调制是用数字或模拟信号改变光波波形的幅度、频率或相位的过程两种调制方法:1、内调制:LD和LED的直接调制2、外调制:将光源与调制器分开设立,有机械调制、电光调制、声光调制、磁光调制其适用于所有光源电光调制:在强电场作用下介质折射率改变而产生的光调制。
适用于单色光源基于线性电光效应声光调制:利用超声波引起介质折射率变化而产生的光调制。
适用于单色光源磁光调制:磁场也能使晶体产生光各向异性,称为磁光效应。
基于法拉第效应--磁致旋光非互易性:磁致旋光的方向决定于磁场方向,而与光传播方向无关。
直接应用是光隔离器声光调制器的调制带宽不如电光调制器,但它光能利用率高,所需要的驱动功率小。
在激光打印机、激光印刷设备中得到广泛应用。
第三章光辐射探测器的物理效应:1、光热效应;2、光电效应光热效应:当光照射到理想的黑色吸收体上时,黑体将对所有波长的光能量全部吸收,并转换为热能。
常用于低频调制辐照场合光电效应:物质在光的作用下释放出电子的物理现象其分为:1、内光电导效应:1)光电导效应(半导体材料受光照,吸收光子引起载流子浓度增大,从而材料的电导率增大);2)光伏效应(光照射到半导体PN 结上,光子在结区激发出电子-空穴对)2、外光电导效应:光电发射效应(光照到某些金属或半导体材料上,若入射的光子能量足够大,致使电子从材料中逸出)本征吸收:本征半导体吸收光子能量使价带中的电子激发到导带 其产生条件:入射光子的能量至少要等于材料的禁带宽度 或 杂质吸收:掺有杂质的半导体在光照下,中性施主的束缚电子可以吸收光子而跃迁到导带,同样,中性受主的束缚空穴亦可以吸收光子而跃迁到价带光探测器即是利用噪声,用均方噪声电流/电压( )表示噪声值的大小 噪声功率谱----表示噪声功率随频率的变化关系。
散粒噪声和热噪声属于白噪声,温度噪声也具有白噪声性质光电探测器噪声功率谱综合示意图光电特性和光照特性:光电流I,大小为微安级或毫安级。
线性度很重要光谱:因波长不同而对应分部情况 光谱特性由光电器件的材料决定响应时间与频率特性热敏电阻---光热探测器 光敏电阻----光电导器件光电池、光电二极管(PD )、光电三极管---结型光电器件光电阴极---光电发射器件第四章CCD 电荷耦合器件---多芯片器件:单片机、可编程门阵列芯片其基本功能:信号电荷的产生、存储、传输和检测其工作原理:以双列两相线阵CCD 为例 1、MOS 电荷存贮功能;2、光生电荷并行转移,转移到移位寄存器的信号电荷穿行输出;3、输出端:输出栅OG ,浮置扩散放大器输出二极管、复位管T1、输出管T2COMS 图像传感器---单芯片器件,功耗低、节能、高度集成、成本低 将成为摄像器件主流 光栅型(PG-APS ):用于高性能科学成像和低光照成像图像增强器:把亮度很低的光学图像增强到足够亮度的真空光电管其第三代:NEA 光电阴极+MCPg E h ≥νg E c h ≥λ2n i .2n u )(f N )(λI F I =)(λU F U =第五章DVD较VCD小型数字化视频光盘的优点:1、波长短提高记录容量2、数值孔径大(光斑直径)使成像分辨率高第六章LCD---液晶显示器:一些有机化合物既具有液态的流动性,又具有晶体的各向异性。
液晶材料用于显示是利用它在电场作用下,光学性质发生变化从而对外部入射光产生调制LED---发光二极管PDP—等离子体显示器:利用气体放电而发光的平板显示屏DLP---数字光处理技术其核心DMD数字微反射镜器件“无缝图像“DMD:是带有集成微镜部件的微电子机械光调制器,由百万个方形微镜(如16×16μm2)组成二维阵列。
激光计算题:频率间隔、脉冲宽度、Q值腔平均单程损耗因子、光子寿命、与腔的品质因数三个物理量之间是关联的,腔平均单程损耗因子越小,光子寿命越长,腔的品质因数越高。
简答题:1、 选模纵模:沿腔轴线方向电磁场的本征态。
纵模数表示激光振荡频率数,单一纵模单色性最好。
纵模的频率间隔:形成激光振荡的条件:纵模数在荧光线宽内:荧光线宽越大或激光器腔长越大同线宽内,可能出现的纵模数越多 横模:在腔中垂直腔轴方向的电磁场的本征态。
基模(横向单模):m (x 方向)=n (y 方向)=0其它的横模称为高阶横模激光器输出的选模技术目的:减少激光模式数,改善激光的方向性,提高单色性。
选横模(TEM 00)原理方法:减小腔的菲涅耳数N ——() ① 减少反射镜的有效半径;② 增加反射镜间的距离L ;(对选纵模不利)。
第一种方法:腔内加光阑,以聚焦光阑选模为例:为了扩大基模体积充分利用工作物质激光纵模形成条件:① 满足谐振条件;② 落在工作物质的荧光谱线宽度内;③ 满足阈值条件。
所谓激光纵模选择,就是通过使激光器只允许有一种频率振荡,其余的频率则均被抑制。
以法布里-珀罗(F-P )标准具法标准具:透射率很高的材料,两端面平行且镀有高反射率膜 ,F-P 只能对某些特定频率的光通过。
L C q q q ηννν21=-=∆+物理基础: 产生振荡的频率不仅要符合谐振腔共振条件,还要对标准具有最大的透过率。
反射膜对多光干涉满足:才能透射。
同时这一频率又要等于某共振频率。
获得最大投射率的相邻频率间隔为:因产生振荡的频率不仅要符合谐振腔共振条件,还要对标准具有最大的透过率。
而纵模频率间隔: 使得整个谱线宽内只有某一个频率透过。
调整F-P 标准具的参数,使得在增益线宽范围内,只有一个透射峰,同时在一个透射峰谱线宽度范围内只有一个模式起振,则可以实现单纵模工作2、 调Q 技术:概念:采用一定技术和装置来控制激光器谐振腔的Q 值按照一定的程序和规律变化,从而达到改善激光脉冲的功率和时间特性的目的。
通过对谐振腔损耗的调制来实现。
原理:在泵浦开始激励时,使光腔具有高损耗值,高能级上的粒子积累到较高的水平,即:使反转粒子数密度达到一定的值;在适当的时刻,使腔的损耗突然降低,阈值随之突然下降, 此时反转粒子数密度大大超过阈值,受激辐射迅速增加;在极短的时间内,强的激光巨脉冲输出以声光调Q 技术为例:利用声光器件的布拉格衍射原理完成调Q 任务。
在声光器件工作时产生很高的衍射损耗,此时,腔具有很低的Q 值,Q 开关处于关状态;在某一特定时间,撤去超声,光束则顺利通过均匀的声光介质, 此时Q 开关处于 开状态3、 锁模技术概念:经过特殊的调制技术,使各振荡模式的频率间隔保持一定,并具有确定的相位关系,则激光器将输出一列时间间隔一定的超短脉冲原理:激光器内有多个纵模同时起振,各个模式的振幅、初始相位均无确定关系,它们之间是互不相干再到使其相干。
特性:1. 激光器在给定空间点处的光场为振幅受到调制的、频率为 W 0 的单色正弦波。
2.当时,为光强最大值: 可见锁模后的脉冲峰值光功率比未经锁模的提高了N 倍。
3、两个主脉冲之间的时间间隔为单个脉冲在腔内往返一次的时间: 相当于在腔内只有一个脉冲在振荡——锁模的特点。
4、两个锁模主脉冲之间有(N-1)个零点,(N-2)个次极大值。
主脉冲宽度为: 声光调Q 技术原理图ϕν222sin '2n n d mc m -=ϕν222sin '2n n d c m -=∆nL c 2=∆纵ν因 L d <<故 纵νν∆>>∆m 02max I N I >=<c nL T 22=Ω=πNT N =Ω=πτ2激光器的输出是脉冲间隔2L/c固定的规则脉冲序列。
锁模光强脉冲。