板条激光器教学总结
第四章-射频板条CO2激光器讲课教案
第四章 射频板条CO2激光器唐霞辉教授激光加工国家工程研究中心2013-3-26射频板条CO2激光器是高功率连续CO2激光器的历史进化最高水平，从哲学上讲，实现由不流动---流动----回到不流动。
目前最高水平德国RIFON。
每年进口600台。
工程技术难度极大。
第四章 扩散冷却射频板条CO2激光器4.1 扩散冷却的基本结构及原理4.2 射频激励技术4.3 非稳波导混合腔4.4 光束整形4.5 ROFIN射频板条产品4.6 国产化研究进展大功率射频电源设计与开发 射频气体放电理论与参数测试非稳波导混合谐振腔高精度射频板条电极设计与加工光束整形设计匹配网络与并联谐振技术射频板条CO2激光器结构及关键技术框图4.1射频板条CO2激光器基本结构及原理1.扩散冷却CO 2激光器原理====面积放大概念玻璃管激光器长度放大：激光器工作时所产生废能热传导扩散到放电管管壁，然后由水冷套中的冷却水带走。
注入电功率，即式中k g 为气体的热传导系数，∆T max 为最大允许温升，ηQ 为量子效率，l 为放电管的长度。
这类激光器的输出功率仅和放电长度有关。
l T k P Qg in πη41max ⋅-∆=射频板条激光器理论基础----面积放大：放电气体的热量传输到两个相距很近的金属电极上，然后被电极内流动的冷却液带走热量。
作业：玻璃管激光器和射频板条的不同点？x 0d GasTg Water cooling T wT 1 T1T 2T 2Water coolingTw式中：h-对流换热系数，K C －电极导热系数， kg－气体热传导系数， A－放电面积，d为放电间隙，∆d为电极板厚度。
射频板条注入功率计算公式----注入功率P in 与面积A成正比P T h d k d k Ain c g =++⎛⎝ ⎫⎭⎪⎪⋅∆∆m ax 1228由上式知，在给定放电区内最大允许温升情况下：a) 与放电面积A成正比，即具有注入功率“面积放大”功能。
环形腔板条激光器光腔准直方法及准直调节装置与流程
环形腔板条激光器光腔准直方法及准直调节装置与流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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半导体激光器实验报告
半导体激光器实验报告半导体激光器实验报告引言：半导体激光器是一种重要的光电子器件，具有广泛的应用领域，如通信、医疗、工业等。
本实验旨在通过搭建实验装置，研究半导体激光器的工作原理和性能特点，并探索其在光通信领域的应用。
实验一：激光器的工作原理激光器的工作原理是基于光放大和光反馈的原理。
在实验中，我们使用一台半导体激光器，通过电流注入激发半导体材料，产生光子。
这些光子在激光腔中来回反射，不断受到增益介质的放大，最终形成激光束。
实验装置中的关键组件包括半导体激光器、激光腔、准直器和光探测器。
半导体激光器通过电流注入，激发载流子跃迁，产生光子。
光子在激光腔中来回反射，经过准直器调整光束的方向，最后被光探测器接收。
实验二：激光器的性能特点在实验中，我们测试了激光器的输出功率、波长和光谱宽度等性能指标。
通过改变注入电流和温度等参数，我们研究了激光器的输出特性。
首先，我们测试了激光器的输出功率。
通过改变注入电流，我们观察到激光器输出功率随电流增加而增加的趋势。
然而，当电流达到一定值后，激光器的输出功率不再增加，甚至出现下降。
这是由于激光器的光子数饱和效应和损耗机制导致的。
其次，我们测量了激光器的波长。
通过调节激光腔的长度，我们观察到激光器的波长随腔长的变化而变化。
这是由于激光腔的谐振条件决定了激光器的输出波长。
最后，我们研究了激光器的光谱宽度。
通过光谱仪测量激光器的光谱分布，我们发现激光器的光谱宽度与注入电流和温度有关。
随着注入电流的增加和温度的降低，激光器的光谱宽度变窄，光纤通信系统中要求的窄光谱宽度可以通过适当的调节实现。
实验三：半导体激光器在光通信中的应用半导体激光器在光通信领域有着重要的应用。
我们通过实验研究了激光器在光纤通信中的应用。
首先，我们将激光器的输出光束通过光纤传输。
通过调节激光器的输出功率和波长，我们实现了光纤通信中的光信号传输。
通过光探测器接收光信号，并通过示波器观察到了传输过程中的光信号波形。
半导体激光器课程综述报告
目录一、半导体激光器的简介 (2)二、半导体激光器的原理 (2)三、基本结构和特征 (3)四、外文资料综述 (4)五、参考文献 (5)半导体激光器一、半导体激光器的简介半导体激光器（LD ）是指以半导体材料为工作物质的一类激光器。
其工作物质是采用直接带隙半导体材料构成的结形器件，受激辐射是由电子—空穴复合而产生的。
半导体激光器的发明推动了光电子技术蓬勃发展，特别是光纤通信事业的发展。
半导体激光器得到惊人的发展，是由于它具有一系列独特的特点：一，体积小，重量轻，激活面积约0.50.5mm mm ⨯。
二，效率高。
能量转换效率大于30%，外微分量子效率大于50%，内量子效率接近100%。
三，辐射波长范围大。
波长在0.325~34m μ之间。
从蓝绿光、红光到红外。
四，使用寿命长，在百万小时以上，即使在60C 环境温度下，其寿命达20万小时以上。
半导体激光器自诞生以来，已被广泛应用于光纤通信、激光打印、激光焊接、激光医学、泵浦固体激光器、军事、科研及光信息处理等方面。
二、半导体激光器的原理半导体激光器的基本原理是基于光子和半导体中的载流子的相互作用。
就基本原理而论，半导体激光器与其他类型的激光器没有根本区别，都是基于受激辐射光放大，必须实现粒子数反转分布条件和满足阈值条件。
在具有能带结构的半导体有源介质中，如果沿用气体、固体激光器的粒子数反转条件是令人费解的。
因为价带空穴的有效质量比导带电子的高一个数量级，因而价带电子态密度也要比导带高的多。
若要在半导体有源介质中实现粒子数反转，需要导带和价带 准费米能级之差大于或等于禁带宽度。
为了实现粒子数反转与阈值条件，使激光器产生相干输出，除了需要直接带隙半导体有源介质外，光子反馈谐振是实现上述条件的保证，这也是半导体激光器与发光二极管的区别。
从激光原理可知，激光器的工作原理是必须实现粒子数反转分布和阈值条件。
这些条件是依靠激光器的结构来实现的。
激光器的基本结构包括激光工作物质、光学谐振腔和激励源三部分。
第四章-射频板条CO2激光器
板条腔分析：一般对于短增益长度的连续CO2激光器其 最佳能量耦合输出不超过15%，稳定—非稳谐振腔是 解决上述问题一个有效办法，此种谐振腔在一个方向 上是稳定的，而在另一方向上是非稳的，这种腔是一 种混合腔，同时具有两种腔的特点。
在非稳方向上，光束能展开以充分利用此方向的 激活区，而在稳定方向上，光束被限制在窄的稳 定区域内，激光运行于低阶模。因此，采用这种 腔既能充分利用激活区又能获得好的光束质量（ 特别是稳定方向只能运行基模时）。
1.扩散冷却CO2激光器原理====面积放大概念 玻璃管激光器长度放大：激光器工作时所产生废能热传导扩散到 放电管管壁，然后由水冷套中的冷却水带走。注入电功率，即 T max Pin k g 4 l 1 Q 式中kg为气体的热传导系数，Tmax为最大允许温升，Q为量子效 率，l为放电管的长度。这类激光器的输出功率仅和放电长度有关。
（2）离轴非稳腔：对平板结构的激光器，选取窄方向为 稳定方向，另一垂直方向为非稳方向，光轴位于非稳方 向的一侧，激光从非稳方向的另一侧的耦合孔输出。 作业：射频板条激光器的光腔特点？
该谐振腔由共焦放置的球面镜R1和R2构成 正支非稳腔：凹凸镜：R1-R2=2L
2013-9-17 激光器件原理与设计 19
(b) 输出镜M1上的相位分布
(c) 远场聚焦场
激光器光腔---输出光束
Rofin DC
DC-Training
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激光实践总结心得体会
一、前言随着科技的不断发展，激光技术已经广泛应用于各个领域。
在我国，激光技术也得到了广泛的研究和应用。
为了更好地了解激光技术，提高自己的专业素养，我参加了激光实践课程。
通过这次实践，我对激光技术有了更深入的认识，以下是我对激光实践的心得体会。
二、实践内容1. 激光基础知识在实践过程中，我们首先学习了激光的基本原理、分类、特点以及应用领域。
通过学习，我了解到激光是一种具有高度相干性和方向性的光，具有单色性好、亮度高、方向性好等特点。
激光在工业、医疗、科研等领域具有广泛的应用。
2. 激光器结构及原理我们了解了激光器的结构，包括增益介质、泵浦源、谐振腔等。
同时，学习了不同类型激光器的原理，如固体激光器、气体激光器、半导体激光器等。
3. 激光加工技术激光加工技术是激光应用的重要领域之一。
我们学习了激光切割、激光焊接、激光打标等加工方法，并进行了实际操作。
通过实践，我掌握了激光加工的基本技能，了解了激光加工的特点和优势。
4. 激光测量技术激光测量技术在工业、科研等领域具有重要作用。
我们学习了激光测距、激光测速、激光干涉等测量方法，并进行了实际操作。
通过实践，我了解了激光测量的原理和特点，提高了自己的测量技能。
5. 激光安全防护激光具有高能量、高亮度等特点，对人体和设备具有潜在的危害。
因此，在激光实践过程中，我们学习了激光安全防护知识，了解了激光对人体和设备的危害，掌握了激光安全防护措施。
三、心得体会1. 激光技术的广泛应用通过实践，我深刻认识到激光技术在各个领域的广泛应用。
激光技术不仅提高了生产效率，降低了生产成本，还推动了科技创新和产业升级。
激光技术在工业、医疗、科研等领域具有巨大的发展潜力。
2. 激光技术的优势激光技术具有单色性好、亮度高、方向性好等特点，使其在加工、测量等方面具有独特的优势。
与传统的加工、测量方法相比，激光技术具有更高的精度、更高的效率和更好的质量。
3. 激光实践的重要性激光实践是学习激光技术的重要途径。
激光工艺培训总结范文(3篇)
第1篇一、前言随着科技的飞速发展，激光技术在各个领域的应用越来越广泛。
为了提高我国激光工艺技术水平，培养一批具有专业素养的激光工艺人才，我们举办了本次激光工艺培训。
通过为期一周的培训，学员们对激光工艺有了更深入的了解，掌握了相关技能。
以下是本次培训的总结。
二、培训目标1. 使学员掌握激光加工的基本原理和工艺流程；2. 使学员了解激光加工设备的操作方法和注意事项；3. 使学员具备解决激光加工过程中常见问题的能力；4. 提高学员的团队协作能力和沟通能力。
三、培训内容1. 激光加工基本原理培训首先介绍了激光加工的基本原理，包括激光的产生、传播、聚焦等。
通过讲解激光束的特性和加工原理，使学员对激光加工有了初步的认识。
2. 激光加工工艺流程培训详细讲解了激光加工的工艺流程，包括激光器选择、加工参数设置、加工路径规划等。
通过实际案例分析，使学员了解激光加工在实际生产中的应用。
3. 激光加工设备操作培训对激光加工设备进行了详细介绍，包括激光器、光束传输系统、加工头等。
通过现场演示，使学员掌握设备的操作方法和注意事项。
4. 激光加工工艺参数优化培训重点讲解了激光加工工艺参数的优化方法，包括激光功率、扫描速度、焦点位置等。
通过实验验证，使学员掌握如何根据不同材料、加工要求调整工艺参数。
5. 激光加工常见问题及解决方法培训针对激光加工过程中常见的故障和问题进行了详细分析，并提出了相应的解决方法。
使学员具备解决实际问题的能力。
6. 团队协作与沟通培训通过团队协作项目，使学员在实践过程中提高团队协作能力和沟通能力。
四、培训效果1. 学员对激光加工有了全面的认识，掌握了激光加工的基本原理和工艺流程；2. 学员掌握了激光加工设备的操作方法和注意事项，能够独立完成激光加工任务；3. 学员具备了解决激光加工过程中常见问题的能力，提高了实际操作水平；4. 学员在团队协作和沟通方面有了显著提高。
五、培训总结1. 培训内容丰富，理论与实践相结合，使学员受益匪浅；2. 培训讲师经验丰富，授课生动有趣，学员易于接受；3. 培训设施完善，为学员提供了良好的学习环境；4. 学员积极参与，课堂气氛活跃，达到了培训预期效果。
板条激光器光束质量控制技术研究进展
第 ４期
闫钰锋，等：板条激光器光束质量控制技术研究进展
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进行校 正，可 以 提 高 转 换 效 率，从 而 抑 制 热 效 应［２５］。（ｂ）改变泵浦光的抽运方式，从而提高转 换效率，减小“热效应”的影响。经过不断的优化 与创新，目前泵浦光的抽运方式大致可以分为侧 面抽运［２６］、角抽运［２７］、面抽运［２８］和端面抽运［２９］４ 种。与端面抽运方式相比，侧面抽运能够保证较 好的均匀性，有利于功率放大。端面抽运有利于 获得较高的转换效率，且冷却方式较为便捷。角 泵浦则结合了以上两种抽运方式的优点 。 ［３０］ 在 采用主震 荡功 率 放 大 （ＭＯＰＡ）结 构 的 功 率 放 大 器中，通过调整模块间的像传递系统（４Ｆ）也可以 达到像差校正的效果［３１］。
虽然研究人员针对板条激光器从多个方面对 “热效应”产生机理进行分析与抑制。但是，针对 其产生 机 理 和 抑 制 的 研 究 工 作 只 能 减 小 “热 效 应”的影 响，对 光 束 质 量 的 改 善 效 果 有 限。 随 着 激光器输出功率的不断提升，由“热效应”引起的 波前畸变依然是限制高功率、高光束质量激光输 出的主要因素。针对这一问题，有学者提出应采 用额外的校正器件对激光器的残余像差进行校 正。 ２．１．２ 静态相位板校正技术
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板条激光器与光速质量测量试验
实验目的
1.了解板条固体激光器的结构和工作原理
2.学会调整谐振腔
3.了解光速质量的定义和多种测量方法
1.板条激光器的特点
激光工作物质为板条形状的固体激光器。
普通固体激光器激光工作物质的几何形状为圆棒状，温度梯度的方向与光传播方向垂直，在热负荷条件下运转时，将产生严重的热透镜效应和热光畸变效应，使得光束质量降低，并限制了激光功率的进一步提高。
在板条激光器中，温度梯度发生在板条厚度方向上(板条宽度方向上的两侧面被热绝缘)，而光在厚度方向的两侧面(即泵浦面)上发生内全反射，呈锯齿形光路在两泵浦面之间传播，光传播方向近似与温度梯度方向平行，可基本避免热透镜效应和热光畸变效应，大幅度提高了激光输出功率。
热透镜效应是指LD（半导体激光器）工作时产生的温度会使晶体表面发生热形变，造成了晶体各部分密度不同，而光在经过不同密度的分界线时发生不同程度的折射，因此就形成了像是光线通过普通透镜一样的折射效果。
2.激光器的组成
1) 工作物质
工作物质——激光器的核心，是由激活粒子（都为金属）和基质两部分组成，激活粒子的能级结构决定了激光的光谱特性和荧光寿命等激光特性，基质主要决定了工作物质的理化性质。
根据激活粒子的能级结构形式，可分为三能级系统（例如红宝石激光器）与四能级系统（例如Er：YAG激光器）。
工作物质的形状目前常用的主要有四种：圆柱形（目前使用最多）、平板形、圆盘形及管状。
2)泵浦系统
泵浦源能够提供能量使工作物质中上下能级间的粒子数翻转，目前主要采用光泵浦。
泵浦光源需要满足两个基本条件：有很高的发光效率和辐射光的光谱特性应与工作物质的吸收光谱相匹配。
3)聚光系统
聚光腔的作用有两个：一个是将泵浦源与工作物质有效的耦合；另一个是决定激光物质上泵浦光密度的分布，从而影响到输出光束的均匀性、发散度和光学畸变。
工作物质和泵浦源都安装在聚光腔内，因此聚光腔的优劣直接影响泵浦的效率及工作性能。
4)光学谐振腔
光学谐振腔由全反射镜和部分反射镜组成，是固体激光器的重要组成部分。
光学谐振腔除了提供光学正反馈维持激光持续振荡以形成受激发射，还对振荡光束的方向和频率进行限制，以保证输出激光的高单色性和高定向性。
最简单常用的固体激光器的光学谐振腔是由相向放置的两平面镜（或球面镜）构成。
5)冷却与滤光系统
冷却与滤光系统是激光器必不可少的辅助装置。
固体激光器工作时会产生比较严重的热效应，所以通常都要采取冷却措施。
主要是对激光工作物质、泵浦系统和聚光腔进行冷却，以保证激光器的正常使用及器材的保护。
冷却方法有液体冷却、气体冷却和传导冷却，但目前使用最广泛的是液体冷却方法。
要获得高单色性的激光束，滤光系统起了很大的作用。
滤光系统能够将大部分的泵浦光和其他一些干扰光过滤，使得输出的激光单色性非常好。
3.工程上激光器调试的方法
对激光器进行调整，实际就是有针对性地调整其毛细管直度、两个反射镜之间的平行度、毛细管与反射镜的垂直度（以下简称直度、平行度、垂直度），使激光器处于最佳状态，获得满意的性能指标。
以下介绍几种方法：
（1）十字光靶法（自准直法）（2）扫描法（3）跟踪法
4.光速质量测量的方法
公式(1)表明,衍射极限倍数β以理想光束作为参照标准,表征被测激光束的光束质量偏离同一条件下理想光束质量的程度,其值不随光束通过理想光学系统的变换而变化,因而可以从本质上反映光束质量。
(1) 烧蚀法
用被测激光在一定时间内辐照已知烧蚀能的材料,测量材料上产生烧蚀分布,结合烧蚀深度、辐照时间、材料密度和烧蚀能便可计算材料上的激光光强分布。
由被烧蚀掉的材料质量,通过标定还可以得到激光的输出功率。
可见采用这种方法需要一种在辐照条件下已知烧蚀热的材料,而且该材料在烧蚀机理上最好是高度一维的。
例如对于CO2激光和氟化氢、氟化氘化学激光器,可采用有机玻璃作为烧蚀材料。
(2) CCD测量法
在利用红外CCD测量强激光光斑时,通常是把强激光分光取样并进一步衰减后用红外CCD直接接收光束测量,得到低功率光强分布,再由图像处理系统分析处理后得到各种光束特性参数。
另外通过标校后还可以得到绝对光强分布。
这种方法的缺点在于将强激光大幅度衰减后,光强分布的大量高阶分量被滤掉,从而无法得到完整的光强分布和准确的光斑尺寸,测量误差很大,也可以利用红外CCD相机拍摄强激光照射在漫反射屏上的光斑以得到相对的空间光强分布,如果经过标校还可以得到绝对光强分布。
这种测量方法除了存在上述CCD直接接收测量法的缺点外,还存在着因各方向漫反射不均匀带来的测量误差以及标校更困难的问题。
(3)在实际测量光束的衍射极限倍数时,通常采用近场方法。
即利用一个聚焦光学系统将被测激光束聚焦或用扩束聚焦系统将光束扩束聚焦后,在焦平面上测量光束宽度wf,利用: θ=wf/f 求得远场发散角(这里f为聚焦光学系统焦距),再按定义计算得到衍射极限倍数β。
然而对于高能激光器,因为直接输出的激光功率过高,设功率为104W,光束直径为Φ为100mm,则相应的平均光强约达120W/cm2,聚焦后约增8个量级。
对于这样的光强水平,任何光学元件和探测器件都要被烧坏,所以不能直接聚焦测量,而需要对输出光束分光取样并进一步衰减后再聚焦。
根据衰减聚焦后的光强水平不同,可用红外CCD 直接接收测量焦平面上的光斑或对焦面处漫反射屏上的光斑成像(为了避免探测器饱和,有时还需要利用衰减片对漫反射光进一步衰减后才能测量),最后通过图像处理系统对低功率光斑图像进行分析处理后得到焦斑半径。