激光光源
激光与普通光的区别
激光与普通光的区别 ⼈们能够看见东西是因为有光源，那么你知道激光和普通光的区别吗?下⾯是店铺为你整理的激光与普通光的区别，供⼤家阅览! 激光跟普通光的区别 第⼀，激光是⼀种颜⾊最单纯的光。
太阳光和电灯光看起来似乎是⽩⾊的，但当让它通过⼀块三棱镜的时候，就可以看到红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种颜⾊的光，其实，还含有我们看不见的红外光和紫外光。
激光的颜⾊⾮常单纯，⽽且只向着⼀个⽅向发光，亮度极⾼。
第⼆，激光的⽅向性好。
在发射⽅向的空间内光能量⾼度集中，所以激光的亮度⽐普通光的亮度⾼千万倍，甚⾄亿万倍。
⽽且，由于激光可以控制，使光能量不仅在空间上⾼度集中，同时在时间上也⾼度集中，因⽽可以在⼀瞬间产⽣出巨⼤的光热，成为⽆坚不摧的强⼤光束。
平时，我们见到的灯光，都是向四⾯⼋⽅发光，就好像电影院散场后，⼤家前前后后地向着四⾯⼋⽅以不同步伐⾛出来。
打开室内的电灯，整个房间都照亮了。
⼜如，打开⼿电筒，在发出的部位，直径不过3～5厘⽶，待射到⼏⽶之外后，就扩展成⼀个很⼤的光圈。
这说明，光在传播中发散了。
然⽽，激光却不同，它是⼤量原⼦由于受激辐射所产⽣的发光⾏为。
激光在传播中始终像⼀条笔直的细线，发散的⾓度极⼩，⼀束激光射到38万千⽶外的⽉球上，光圈的直径充其量只有2千⽶左右。
就好⽐电影院散场后，⼤家排着队朝着⼀个⽅向，迈着相同⼤⼩的步伐，随着“⼀、⼆、⼀”的⼝令，整整齐齐地前进。
第三，激光亮度最⾼。
太阳是⼈类共有的⾃然光源，整个世界沐浴在明亮的阳光之下。
太阳表⾯的亮度⽐蜡烛⼤30万倍，⽐⽩炽灯⼤⼏百倍。
激光的出现，更是光源亮度上的⼀次惊⼈的飞跃 ⼀台普通的激光器的输出亮度，⽐太阳表⾯的亮度⼤10亿倍。
从地球照到⽉亮上在反射回来也不成问题。
可见激光是当今世界上⾼亮度的光源。
第四，激光还可以具有很⼤的能量，⽤它可以容易地在钢板上做标记，或切割、镂空。
在⼯业⽣产中，利⽤激光⾼亮度特点已成功地进⾏了激光打孔、切割和焊接。
激光光源工作原理
激光光源工作原理答案：一、激光光源的基本原理激光光源工作的基本原理是受激辐射。
受激辐射是指当一个原子或分子跃迁到低能级时，如果有一个已经在低能级中的电子与高能级中的电子碰撞，那么高能级的电子就会向低能级的电子传递能量，使得低能级的电子跃迁到高能级。
在这个过程中，电子会释放出一束与驱动它的光子同相且同频的光子，这就是激光的产生过程。
二、光学谐振腔光学谐振腔是指通过反射镜将激光能量反复反射，从而放大光束并产生激光的过程。
在光学谐振腔中，有两个反射镜，其中一个是高反射率镜，另一个是低反射率镜。
高反射率镜会反射大部分的光子，而低反射率镜只反射一小部分光子，其余的则从低反射率镜通过，形成激光束。
三、双能级系统在激光光源中，典型的激光器工作原理是基于双能级系统的。
双能级系统是指光激发原子或分子跃迁到激发态后，再跃迁回基态释放出能量的过程。
在这个过程中，激光的产生是通过激光激发原子或分子的高能级态，然后这些高能级态受到谐振腔中反射镜的反射而产生辐射，最后形成激光束。
总之，激光光源的工作原理是通过将能量集中到一个小的区域，然后将这些能量集中释放，从而产生高能量、高单色性的光束。
随着激光技术的不断发展，激光光源的应用也越来越广泛，包括通信、医疗、材料加工等领域。
延伸：一、概述激光光源是一种产生强度、相干性和定向性很高的特殊光源。
它被广泛应用于科学研究、医疗、通信等领域。
激光光源的工作原理是由光子通过对物质的激发和放射来实现的。
本文将对激光光源的工作原理进行详细的讲解。
二、光的发射过程激光光源的工作原理始于物质受到光的激发而发射出光，这个过程被称为光的发射。
在激光光源中，激发器通过输入能量使低能级的原子或分子处于激发态，光子与激发态粒子相互作用而辐射出更多的光子，最终形成激光光束。
三、光的放大和反馈控制在激光光束产生之后，需要进一步增强它的强度，这个过程被称为光的放大。
在激光光源中，激光器通过注入能量使得激发态粒子处于激发态，这些激发粒子通过辐射出光子共同构成强光束。
光电技术基础 第五章 光电检测用光源53激光(Laser)光源.
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＋
解理面1
P N ＰＮ结 激光 － 解理面4
GaAs激光器的结构
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结构原理
自发辐射：在PN结正向电流下，电子同空 穴自发复合，产生自发辐射。 自发辐射的光子在时间、方向上各不相同， 大部分光子会很快穿过PN结射到体外，少 数光子沿PN结平面平行穿行就可能引发受 激辐射， 在１、４两反射面间来回振荡， 反复引发受激光子，从而获得激光。 阈值条件：为此要克服种种损耗，所以要有 足够强的外电场，以便注入足够多的载流子 是实现粒子数反转的条件。也就是把电流提 高到阈值以上。
１０
77K
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300K
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
峰 值 功 ５ 率 Ｗ
0.82
100 200 正向激发电流（mA） GaAs激光器的输出功率
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发光谱线
半导体激光器 在达到阈值电 流前，发光谱 线与普通发光 二极管一样， 一旦达到阈值 电流就会非常 集中的谱线。 如图所示：
相 对 光 强
100mA
82mA 70mA 0.82 0.84 0.86 0.88
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工作物质
半导体激光器的工作物质是半导体化合物， 其种类很多，如GaAs砷化镓，CdS硫化镉 等，其中GaAs砷化镓激光器的工作物质为 GaAs砷化镓，而红宝石激光器的工作物质 （激活介质）为络离子。
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外界激励源
为了获得粒子数反转，就需用外界足够的 能量将基态（低能态）的粒子激发到高能 态。可见所有的激光器都必须有外界激励 源。
θ
5
２、单色性好
单色性好：一种光所包含的波长范围越小， 它的颜色就越纯，看起来就越鲜艳，我们 通常把这种现象称之为单色性好。 一般把波长范围小于几埃的一段辐射称为 单色光。
扫描激光光源_中文讲解
可调谐激光光源浩源光电专业提供各种Swept Wavelength Tunable Laser （扫频可调谐激光器，或称波长扫描可调谐激光器，Broadsweepers），这是一种具备波长快速扫描功能的外腔式可调谐半导体激光器，调谐精度高，波长重复性高。
在850nm波段具有50nm调谐带宽，在1060nm波段具有60nm调谐带宽，也可以根据客户要求提供70~80nm的调谐带宽。
这一系列激光器的选频装置是一个带主动温控的调谐高速窄带AOTF。
这保证了这一系列扫频激光器的非常高的扫描速度，其最快扫描速度可达7us。
此外，AOTF也保证了扫描的非常高的线性。
这一系列扫频可调谐激光器的波长分辨率为0.05nm。
AOTF的射频控制信号可以根据客户对波长扫描的特殊时序需求在出厂前进行编程。
对AOTF的主动温控技术保证了扫频可调谐激光器的长寿命，高波长输出稳定性，高波长重复精度。
特殊设计的高速高精度闭环功率控制系统保证了在全光谱高速波长扫描（100,000 nm/s.）过程中依然能保证非常高的功率稳定性。
精心设计的外腔结构保证了在整个扫描波段的极高的光谱纯度，边模抑制比达-50 dB。
这一系列扫频可调谐激光器广泛应用于optical coherence tomography （OCT），干涉测量，光谱学，光纤传感等领域。
技术规格Technical Specification Scanning laser light source 参数Parameters单位Unit 数值Values光参数Optical parameters Min Type Max 波长扫描范围Wavelength Scan Range nm 1525 1578 3dB带宽3dB Bandwidth pm 0.3 25 平坦度Flatness dBm 0.01 0.05 0.1 输出光功率Output Optical Power mw 0.8 1.5 1.8 扫描频率 Scanning frequency HZ 1 10 光纤连接头Fiber Optic Connector根据用户要求定义控制方式ControlRS232控制RS232 Control本地协议控制电平接口控制Level Interface Control本地电平控制 3.3V LVTTL 数据接口Data InterfaceRS232 Serial Interface DB9/CS功率选择Power Output select ①SMBSYN同步信号Synchronization Single input②SMB机械规格Mechanical Specifications尺寸Size mm 126×157×24重量Weight kg 0.5环境Environment工作温度Operating Temperature℃+20~ +70工作湿度Operating Humidity RH（%）+5~+85储存温度Storage Temperature℃-10~+85储存湿度Storage Humidity RH（%）+5~+85电气规格 Electrical SpecificationsDC 电源输入 DC input V±12①：CS 为低电平时，tunable laser 循环工作；CS 为高电平时，tunable laser 停止输出，即无光信号输出；②：同步信号示意图机盒图：机箱前面图ttwavelength1578nm1525nm3.3V0V机箱背面图PC软件界面图如下：说明：串口没连接上时，指示灯位红色，连接上为绿色；订购信息HY—SL—XX—XX—XX—XX—XX接头类型：FP=FC/PC,FA=FC/APC,SP=SC/PC,SA=SC/APCLP=LC/PC,LA=LC/APC封装形式M=模块,BD=台式带显示,BN=台式无显示输出功率：10≥10dBm,13≥13dBm,,17≥dBm,etc扫描频率：扫描范围：C=C band, L=L Band,CL=C+L Band,S=Specify例如：HY—SL—1525/1565—100—3—M—FP注释：扫描范围从1525到1565，扫描频率100Hz，输出功率3mW，光源模块带FC/PC连接头。
12典型激光光源汇总
光的基础知识及发光源
§1.4 典型激光器
激光器是光电子技术领域最主要的器件
激光器种类繁多，一般有如下分类方式
分类标准 工作物质
•固体
•气体
分
类
•液体 •半导体
•自由电子
激励方式
•光激励 •电激励 •热激励 •化学激励 •核激励
工作方式
•连续 •脉冲
激光波长
•红外 •可见光 •紫外 •X射线 •毫米波（THz） •γ射线
易于产生粒子数 反转和受激发射
窄的荧光谱线
§1.4.1 固体激光器
激励方式：光泵激励
气体放电灯激励
• 效率较低
非相干光源
半导体激光器激励
• 提高了效率
波长可以与工作物质匹配
• 小型化、质量轻、全固体化、寿命长
§1.4.1 固体激光器
典型的固体激光器
红宝石激光器 钕激光器
钛宝石激光器
高功率、大能量、小体积
数十厘米 毫瓦量级 1~2m 数十毫瓦
工作物质
He、Ne混合气体（质量比He:Ne=1:10）
Ne是激活粒子；He是辅助气体，用作对Ne原子的共振 激发能量转移，以提高泵浦效率
He-Ne激光器
工作能级 632.8nm谱线和3390nm谱线有相同的激光上能级，因
而存在强烈电的竞争，可以通过如下手段来抑制3390nm 的模式，得子碰到632.8nm共 振的激光输出
§1.4.2 气体激光器
激励方式
最为常见的泵浦方式
气体放电泵浦
其它：化学泵浦、热泵浦、核泵浦
§1.4.2 气体激光器
典型的气体激光器
He-Ne激光器 氩离子激光器
CO2激光器
补充：铜蒸气激光器
激光光源工作原理
激光光源工作原理嘿，朋友们！今天咱们来聊聊激光光源这个神奇的东西，它的工作原理就像一场奇妙的魔法秀。
你想象一下，激光光源就像是一个超级有纪律的小团队。
在这个团队里，有很多活跃的小粒子，它们就像一群充满活力的小精灵，一直在忙碌地工作着。
首先呢，是激发的过程。
这就好比给这些小精灵们注入了一股强大的能量，让它们兴奋起来。
通常是通过一些特殊的方式，比如用电能或者其他能量来刺激它们。
就像我们给小朋友们发了最喜欢的糖果，他们一下子就变得活力满满。
这些小精灵们在受到激发后，就会进入一种特殊的状态，准备好要大显身手啦。
然后呢，是粒子数反转。
这可是个很关键的步骤哦。
在正常情况下，小精灵们是比较“懒散”的，处于一种平衡的状态。
但是现在，通过一些巧妙的手段，让它们中间处于高能级的小精灵变得比低能级的多。
这就像是在一个班级里，突然让成绩好的同学比成绩差的同学还多了起来，是不是很神奇？这种反转的状态为激光的产生创造了条件。
接下来，就是受激辐射啦。
当有一个小精灵开始发光，就像吹响了一个号角，其他处于高能级的小精灵们也会跟着一起发光。
而且它们发出的光可不是随便乱发的哦，是朝着同一个方向，并且频率、相位都非常一致。
这就像是一群训练有素的士兵，在听到口令后，整齐划一地朝着一个目标前进。
这些光不断地叠加、增强，就形成了我们看到的强大的激光束。
激光束从激光光源里跑出来后，就像一支勇往直前的箭，带着巨大的能量和高度的方向性。
它可以穿过很远的距离，而且还能保持很细的光束，不容易散开。
比如说，我们用激光笔指着天上的星星，那束光就可以直直地射向天空，就像一条通往星空的神奇通道。
在实际应用中，激光光源的工作原理可给我们带来了很多惊喜呢。
在医疗领域，它可以像一个精准的小手术刀，帮助医生进行各种精细的手术，切除肿瘤或者修复眼睛等，让病人更快地恢复健康。
在通信领域，激光可以带着大量的信息，沿着光纤飞速传播，就像一个超级快递员，把信息快速准确地送到目的地，让我们能随时随地和远方的人聊天、看视频。
LED光源与激光光源区别
1、亮度受限 2、有荧光粉转轮，可 靠性低 3、成本比纯激光高 4、激光器20000小时 寿命，比较短，可能要 更换
大型工程投影机 数字影院
拼接墙（如光峰）
拼接墙（如松下）
DLP显示单元主要功能特点
➢ 超长寿命：LED光源寿命超过60000小时，可7X24小时不间断工作六年以上，生命周期内免除了
光源更换问题，免除光源更换成本；
工作时间超过六万小时，可7X24小时不间断工作六年以上 超长寿命有效的保证了卓越的亮度保持能力及色彩保持能力
画面色彩及亮度的稳定性
基本为单一波长的光学特性可以保证各单元的画面色彩基本相同，加上内置的自动亮度色彩调整功能 可长期维持其一致性。
LED光源
UHP光源
激光光源DLP拼接市场分析
激光荧光粉与 LED对比---各自相对优势
激光荧光粉
3x6 LED
各自相对优势
亮度高 1500~4000
能耗低 150w/屏
色彩表现好 (业界公认)
寿命长6w (业界公认)
可靠性高
激光光源DLP拼接市场分析
激光荧光粉与 LED对比---各自相对劣势
激光荧光粉
VTRON LED
荧光粉发光色彩无法 保证
各自相对劣势
使用寿命（光源厂家 标称2W小时）
激光光源 激光荧光粉光源（蓝色激光+ 荧光粉光源 20000 小时，仅相当于 LED 的 1/3 和 UHP 光源一样存在色轮损 耗，后续维护成本高 存在 较多存在 一般 一致性差 大面积、高亮度低端 DLP 拼 接墙 1500-4000 流明 150W/屏
LED 光源 3*1/3*6 RGB LED
不足
1、寿命短6000小 时 2、含汞，不环保 3、要用色轮，可 靠性低 4、色饱和度差， 颜色不够鲜艳 5、有彩虹效应
激光光源光谱
激光光源光谱
激光光源的光谱主要由几个特征组成：
1. 单色性：激光光源具有很高的单色性，即其发出的光线大部分都集中在一个非常窄的波长范围内。
这是因为激光光源所采用的激发机制，如气体激光、固体激光或半导体激光等，都具有特定的能级结构，导致只有特定波长的光线被放大。
2. 光强：激光光源的光强通常非常高，远远超过传统光源，这是因为激光光源通过光的放大过程产生的光线具有很高的能量密度。
3. 窄带宽：激光光源的光谱带宽通常很窄，一般在几纳米至几百皮米的范围内。
这使得激光光源可以提供非常精确的光束，用于精密测量、医学成像、激光加工等应用。
4. 高相干性：激光光源的光线具有高度的相干性，即光的波动具有特定的相位关系。
这使得激光光源可以产生干涉、衍射等现象，用于干涉测量、光学显微镜等应用。
总之，激光光源的光谱特性具有单色性、光强高、窄带宽和高相干性等特点，使得其在各种应用领域具有广泛的应用价值。
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结构光三维视觉测量是基于光学三角法测量原理。
如图7.1所示，光学投射器将一定模式的结构光投射于物体表面，在表面上形成由被测物体表面形状所调制的光条三维图像。
该三维图像由处于另一个位置的摄像机探测，从而获得光条二维畸变图像。
光条的畸变程度取决于光学投射器与摄像机之间的相对位置和物体表面轮廓（高度）。
当光学投射器与摄像机之间的相对位置一定时，由畸变的二维光条图像坐标便可重现物体表面三维形廓。
根据光学投射器所投射的光束模式的不同，结构光模式又可以分为点结构光模式、线结构光模式、多线结构光模式及网络结构光模式等。
1、点结构光模式
如图7.2所示，激光器发出的光束投射到物体表面上产生一个光点，光点经摄像机的镜头成像在摄像机的像平面上，形成一个二维像点。
摄像机的视线和光束线在空间中于光点处相交，形成一种简单的三角几何关系。
通过一定的标定可以得到这种三角几何约束关系，并由其可以唯一确定光点在某一已知世界坐标系中的空间位置。
作为一种独具特色的非接触式测量方法，点结构光模式满足在线检测中快速、实时的要求。
但其不足是信息量少，每次只能获得物体表面一个点的信息，因此实用中多采用扫描的方式。
2、先结构光模式
线结构光模式又称为光带模式。
如图7.3所示，激光器投射的光束通过一柱面镜在空间中形成一窄的激光平面，当与物体的表面相交时便在物体表面产生一亮的光条。
该光条由于物体表面深度的变化以及可能的间隙二受到调制，表现在图像中则是光条发生了畸变和不连续，畸变的程度与深度成正比，不连续则显示出了物体表面间的物理间隙。
线结构光视觉的任务就是从畸变的光条图像信息中获取物体表面的三维信息。
实际上，线结构光模式也可以说是点结构光模式的扩展。
过摄像机广信的视线束在空间中与激光平面相交产生很多交点，在物体表面处的交点则是光条上众多的光点，因而便形成了如点结构光模式中类似的众多的三角几何约束。
很显然，较点结构光模式，线结构光模式的测量信息量大大增加，而其实现的复杂性并没有增加，因而得到广泛应用。
点、线与多线结构光等光模式可以由激光器与相应的光学系统构成。
对于点、线结构光光模式，一种比较简单的方法是由激光器与透镜组成。
激光器可以选用He-Ne激光器或半导体激光器。
He-Ne激光器输出光的平行性（方向性）较好，用球面镜可以形成较小的激光光斑，用柱面镜使光束在一个方向分散便可形成光切面。
在距离较近时，光平面的厚度可以看作是均匀的。
由于He-Ne激光输出光斑是呈高斯分布，因此经发散的光平面在其截面上（与光平面垂直）光强也可当作是高斯分布。
然而，在扩展方向（光平面方向）其光强在边缘下降很快，在物体表面形成的光带不均匀。
半导体激光器在体积上比He-Ne激光器小得多，但其输出光的发散角却相当大（约35°×11°），而且呈椭圆形分布。
不过，如果利用它的这种发散性，则能给我们产生光平面带来方便。
实际应用中确实是这样，图7.10就是用LD构成的线结构光投射器。
将LD发光面元放在柱面镜的焦点上，使其在一个方向（光斑短轴方向或发散角小的方向）进行准直，而在另一个方向（长轴方向或发散角大的方向）让它自由发散，即在空间形成光平面。
它与He-Ne激光器形成
的光平面相类似，其截面也是呈高斯分布，但在扩展方向（光平面方向）靠近中央的一段光带还是较为令人满意的。