激光的种类和激光器的用途
半导体激光器的应用与分类

半导体激光器的应用与分类半导体光发射器是电流注入型半导体PN结光发射器件,具有体积小、重量轻、直接调制、宽带宽,转换效率高、高可靠和易于集成等特点,被广泛应用。
按照其发光特性,可分为激光二极管(又称半导体激光器或二极管激光器,Laser Diode,LD),通常光谱宽度不]于5nm(采取专门措施可不大于0.1nm);发光二极管(Light Emitting Diode,LED),光谱宽度一般不小于50nm;超辐射发光二极管(Superluminescent Dmde,SLD),光谱宽度不大于5nm(采取专门措施可不大于0.1nm);发光二极管(Light Emiltting,LED),光谱宽度一般不小于50nm;超辐射发光二极管(Superluminescent SLD),光谱宽度为30~50nm,本节重点介绍几种半导体激光器,钽电容简要介绍超辐射发光二极管。
半导体激光器的分类有多种方法。
按波长分:中远红外激光器、近红外激光器、可见光激光器、紫外激光器等;按结构分:双异质结激光器、大光腔激光器、分布反馈激光器、垂直腔面发射激光器;按应用领域分:光通信激光器、光存储激光器、大功率泵浦激光器、引信用脉冲激光器等;按管心组合方式分:单管、阵列(线阵、面阵);按注入电流工作方式分:脉冲、连续、准连续等。
LD主要技术摄技术指标有光功率、中心波长、光谱宽度、阈值电流、工作电流、工作电压、斜率效率和电光转换效率等。
半导体激光器的光功率是指在规定驱动电流条件下输出的光功率,该指标直接与工作电流对应,这体现了半导体激光器的电流驱动特性。
如果是连续驱动条件,T491T336M004AT则输出功率就是连续光功率,如果是脉冲驱动条件,输出的光功率可用峰值功率或平均功率来衡量。
hymsm%ddz半导体激光器的中心波长是指激光器所发光谱曲线的中心点所对应的波长,通常用该指标来标称激光器的发光波长。
光谱宽度是标志个导体激光器光谱纯度的一个指标,通常用光谱曲线半高度对应的光谱全宽来表示。
《激光的基本原理》课件

利用光子学技术,可以实现高灵敏度、高分辨率的医学成 像和诊断。同时,光子学技术还可以用于生物科学研究, 如荧光共振能量转移等技术可以用于研究生物分子间的相 互作用和动力学过程。此外,光子学技术还可以用于光热 治疗、光动力治疗等领域,为癌症治疗等提供新的手段。
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详细描述
超快激光技术可以用于超快光谱学、 超快成像等领域,为物质科学研究提 供新的工具。同时,超快激光技术还 可以用于微纳加工、光刻等领域,提 高加工精度和效率。
光子晶体激光器的研究与应用
总结词
光子晶体激光器是一种新型的激光器件,具 有高效率、高稳定性等优点,在光通信、光 计算等领域具有广阔的应用前景。
随着技术的进步和应用需求的不断增长,激光技术逐渐拓展 到工业、医疗、通信、军事等领域,成为现代科技的重要组 成部分。
激光的重要性和应用领域
激光具有高亮度、高方向性、高单色 性和高相干性等优点,因此在科学研 究、工业生产、医疗卫生、军事等领 域有广泛的应用。
此外,激光还在通信、测量、军事等 领域中发挥着重要的作用,有力地推 动了科学技术的发展和社会进步。
1960年,美国物理学家梅曼发明了第一台红宝石激光器,标志着激光技 术的诞生。
激光的英文名称是“Laser”,是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的缩写,意为“受激发射光放大”。
激光的发展历程
激光技术经历了从初步实现到逐步成熟的发展过程,各种不 同类型的激光器也不断涌现,如气体激光器、固体激光器、 液体激光器和半导体激光器等。
例如,在工业领域中,激光可以用于 打标、切割、焊接、热处理等;在医 疗领域中,激光可以用于治疗眼科疾 病、皮肤病、口腔疾病等。
激光的产生与应用

激光的产生与应用在现代科技的璀璨星空中,激光无疑是一颗耀眼的明星。
从医疗领域的精准手术,到通信行业的高速数据传输,从工业生产中的精细加工,到日常生活中的娱乐设备,激光的身影无处不在。
那么,激光究竟是如何产生的?又有着怎样广泛而神奇的应用呢?要了解激光的产生,首先得从原子的结构和能级说起。
我们知道,原子由原子核和绕核运动的电子组成。
电子在不同的轨道上运动,具有不同的能量,这些能量状态被称为能级。
在正常情况下,原子中的电子处于能量最低的能级,也就是基态。
但当原子受到外界能量的激发,比如吸收了光子,电子就会跃迁到能量较高的能级,这个过程称为激发态。
然而,激发态是不稳定的,电子会很快地自发地从激发态回到基态,并释放出一个光子。
但这种自发辐射产生的光子方向是随机的,频率和相位也各不相同。
而激光的产生则依赖于一种特殊的过程——受激辐射。
当处于激发态的原子受到一个与它即将辐射出的光子频率、相位和偏振方向完全相同的外来光子的刺激时,就会发生受激辐射。
这时,原子会释放出一个与外来光子完全相同的光子,这两个光子会继续刺激其他处于激发态的原子,引发连锁反应,从而产生大量具有相同频率、相位和偏振方向的光子,形成一束高度集中、方向一致、强度极高的光,这就是激光。
为了实现激光的产生,还需要一个特殊的装置,称为激光器。
常见的激光器有气体激光器、固体激光器和半导体激光器等。
以氦氖激光器为例,它是一种气体激光器。
在氦氖激光器中,氦气和氖气被密封在一个玻璃管内。
当给这个玻璃管加上一定的电压时,氦原子会被激发到高能级。
处于高能级的氦原子会通过碰撞将能量传递给氖原子,使氖原子跃迁到激发态。
当处于激发态的氖原子发生受激辐射时,就会产生激光。
激光具有许多独特的性质,使其在众多领域得到了广泛的应用。
在医疗领域,激光的应用堪称神奇。
激光手术以其高精度、小创伤和快速恢复的特点,成为了许多疾病治疗的首选方法。
例如,眼科医生可以使用激光治疗近视、远视和白内障等眼部疾病。
激光及其应用

2020/3/18
物理教研组
激光及其应用
激光(laser)是受激辐射光放大(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) 的缩写。爱因斯坦在1917 年研究黑体辐射时,曾预言受激辐射的存在,直到1960年, 梅曼制成世界上第一台激光器——红宝石激光器。证明了 爱因斯坦预言的正确性。
激光作为武器,有很多独特的优点。首先 ,它可以用光速飞行,每秒30万公里,任何武 器都没有这样高的速度。它一旦瞄准,几乎不 要什么时间就立刻击中目标,用不着考虑提前 量。另外,它可以在极小的面积上、在极短的 时间里集中超过核武器100万倍的能量,还能很 灵活地改变方向,没有任何发射性污染,因而 具有常规威慑力量。
美国贝尔实验室的科学家肖洛和汤斯发现了 一种奇怪的现象:当他们将闪光灯泡所发射的 光照在一种稀土晶体上时,晶体的分子会发出 鲜艳的、始终会聚在一起的强光。
由此他们提出了“激光原理”,受激辐射 可以得到一种单色性、亮度又很高的新型光源 。汤斯和肖洛发表了关于激光器的经典论文, 奠定了激光发展的基础。
2020/3/18受激吸收ຫໍສະໝຸດ E2hv=E2-E1
E1
2020/3/18
2)自发辐射:处在高能级上的粒子可以自发地辐射 光子而跃迁到较低的能级,这种过程称为自发辐射。 如图所示,自发辐射光子的能量hn= E2-E1。
特点
自发辐射发出的光子的传播方向、 振动方向、初相位彼此无关。
2020/3/18
3)受激辐射:处在高能级E2上的粒子,在一个外来 的能量为hn= E2-E1的光子的诱发下,跃迁到能量较 低的能级E1,同时释放出一个与诱发光子完全相同 的光子的过程 称为受激辐射。
激光的分类和特点-概述说明以及解释

激光的分类和特点-概述说明以及解释1.引言1.1 概述激光是一种具有高度相干性、能量聚焦、单色性和高亮度的光源。
在现代科技领域中,激光技术已经得到广泛应用,包括通信、医疗、制造、军事等领域。
本文将介绍激光的分类和特点,以及在不同领域的应用,旨在探讨激光技术的重要性和未来发展方向。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的布局和内容安排进行介绍和概述。
在激光的分类和特点的讨论中,我们首先会介绍激光的分类,包括按波长、按输出方式等分类方法,然后讨论不同类型激光的特点和应用领域。
接着,我们将展示激光在医疗、通信、制造等领域的应用案例,说明激光技术的重要性和广泛应用。
最后,我们将总结激光技术的重要性和展望未来激光技术的发展方向,以及对激光技术的发展前景进行展望。
通过文章的结构设计,读者可以系统地了解激光技术的分类、特点和应用领域,以及对激光技术未来发展的展望。
1.3 目的本文的目的是对激光进行分类和介绍其特点,帮助读者更全面地了解激光技术。
通过对不同类型的激光进行分类和对其特点进行详细解释,读者可以深入了解激光技术的基本原理和应用领域。
同时,本文还将探讨激光在不同领域的应用,展示其在科学研究、医学、工业等领域的重要作用。
通过这些内容,读者可以对激光技术有更深入的认识,同时也可以了解激光技术对各行业的影响和未来发展趋势。
希望本文能够为读者提供有益的知识,增进对激光技术的了解,并为相关领域的研究和发展提供参考。
2.正文2.1 激光的分类激光是一种具有高度相干性、高能量密度和直线传输特性的光源。
根据激光器的工作原理和发射特性,可以将激光分为不同的类型。
主要的激光分类包括:1.气体激光器:气体激光器是最早被发明的激光器之一,通常使用激活气体(如氦氖、氩氖等)在电场或光场的作用下发射激光。
气体激光器具有较高的功率和波长可调性,广泛应用于医疗、材料加工等领域。
2.固体激光器:固体激光器利用稀土元素(如Nd:YAG、Nd:YVO4等)或其他固体材料(如晶体、玻璃等)作为工作介质,通过光泵浦激发发射激光。
激光的作用与功效

激光的作用与功效激光(Laser)是指一种具有高度相干、高亮度和高单色性的光束。
它是由一束能量聚集到一个狭窄的、集中的光束中,通过放大和增强后产生的。
激光在许多领域都有广泛的应用,包括医学、工业、科学研究和通信等。
本文将详细介绍激光的作用和功效,以及它在不同领域的应用。
激光的作用和功效:1. 切割和焊接:激光具有高能量密度和狭窄的光斑,可以用于切割和焊接金属、塑料、木材和玻璃等材料。
激光切割和焊接具有高速、高精度和无接触等优点,可以提高生产效率和产品质量。
2. 打标和雕刻:激光可以在各种材料表面上进行打标和雕刻,如金属、塑料、陶瓷和玻璃等。
激光打标和雕刻具有精细、永久和不易磨损的特点,广泛应用于工艺品、饰品、电子产品和医疗器械等领域。
3. 激光显微镜:激光显微镜利用激光束和精密光学系统对样品进行观察和分析。
它可以实现高分辨率、高对比度和非接触式观察,适用于生物学、医学和材料科学等领域的研究和应用。
4. 激光医学:激光在医学领域有广泛的应用,包括激光治疗、激光手术、激光诊断和激光成像等。
激光治疗可以用于疾病的治疗和康复,如激光治疗疮、创伤和炎症等。
激光手术可以替代传统的切割和切除手术,减少创伤和并发症。
激光诊断和成像可以提供高分辨率和非侵入式的医学图像,用于病理学、放射学和眼科等诊断。
5. 激光通信:激光通信利用激光束传输信息,具有高速、高带宽和高安全性的特点。
激光通信适用于卫星通信、光纤通信和无线通信等领域,可以实现远距离、高速率和大规模的信息传输。
6. 科学研究:激光在科学研究中起到关键作用,如激光光谱学、激光精密测量和激光原子光谱等。
激光光谱学可以用于分析和鉴别物质的成分和结构,广泛应用于化学分析、环境监测和食品安全等领域。
激光精密测量可以实现高精度和高稳定性的物理量测量,如距离、速度和强度等。
激光原子光谱可以提供高精度和高分辨率的原子能级结构信息,用于原子物理学和量子计算等研究。
7. 激光制造:激光在制造业中具有广泛的应用,如激光切割机、激光车床和激光焊接机等。
激光器及其应用介绍

原子温度降低到了与绝对
零度只相差百万分之一度 的程度。
的方法,使冷却温度进一
步降低。因此获得1997年 诺贝尔物理奖。
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1961年8月,中国第一台红宝石激光器问世。中 国科学院长春光学精密机械研究所研制成功。
1987年6月,1012W的大功率脉冲激光系统——神 光装臵,在中国科学院上海光学精密机械研究所 研制成功。
1960年7月,世界第一台红宝石固态激光器问世,
标志了激光技术的诞生。
美国加利福尼亚州休斯航空公司实验室的研究员梅
曼演示的。 波长为694.3nm的激光
2014-10-16
7至此,一门新的科学技来自术——量子电子学中的激光 技术以科学史上罕见的高速 度向前发展!
2014-10-16
8
1961年
⑴ 2月(A.Javan)研制成了
He—Ne混合气体激光器。
⑵ 有人提出了Q调制技术,
并制成第一台调Q激光器。
⑶ 制成了钕玻璃脉冲激光器。
为什么要调Q?
1962年,美国三个研究小组几乎同时分别发布砷化镓 (GaAs)半导体激光器运转的报道。
仅1961—1962年间世界各国发表 的激光方面的论文达200篇以上。
从历史来看,任何科学发明或科学发现,都不外是两条 道路:一是自然界业已存在,当人们自觉或不自觉地发现以 后再产生理论,并加以证明和利用,如万有引力、氧气、电 磁等,这种情况称为“科学发现”;二是自然界(至少地球 上的自然界)并不存在的事物,但人们先从理论上推导、预 测,然后再通过努力加以证明和实现,如相对论、核衰变、 核聚变等,这种情况称为“科学发明”。而后者则更有科学 理论性和挑战性,激光的诞生过程就是属于后者。
激光

632.8nm
E1
He Ne
Note: 这里“三能级”和“四能级”指激光 运转中涉及到的能级个数,并非指激 活介质的所有能级数。
⒋光学谐振腔(optical cavity) ——一对平行的反射镜,镜面与激活介质 的轴线垂直.
激励能源 激活介质 全反射镜 激光输出 部分反射镜
作用:⑴提高激光的方向性
③受激辐射(stimulated radiation): Eh h h h El ——处于高能态(Eh)的原子,受入射 光子(h=Eh-El)的诱导作用,跃迁到低 能态(El), 并发出一个与入射光子的 频率、相位、振动方向和传播方向都 完全相同的光子.
④光放大(light amplification): ——若有一批原子处于高能态(Eh), 则 在一个入射光子(h=Eh-El)的作用 下,会通过一系列受激辐射产生不断 倍增的完全相同的光子.
10
33
在入射光子(h=Eh-El)作用下,原子产 生吸收(El Eh)的概率和产生受激辐射 (Eh El)的概率相同,因此在正常情况 下,吸收占优. 设法使 N(Eh)>N(El),这种反常状态称 为粒子数反转(population inversion). 能实现粒子数反转的物质,称为激活 介质(active medium)或工作物质.
②若在谐振腔内加上一对布儒斯特窗, 可得到偏振性极好的线偏振光。
e.g.
外腔式He-Ne激光器
布儒斯特窗
He, Ne
100%反射
电
源
99%反射 1%透射
综上:激励能源+激活介质 粒子数反转
粒子数反转+谐振腔 激光
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
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激光的种类473nm蓝激光532/556nm绿激光671/635nm红激光激光(laser)是指受激辐射产生的光放大,是一种高质量的光源。
激光的特点:1.方向性好2.单色性好3.能量集中4.相干性好什么是激光?激光(LASER)是上实际60年代发明的一种光源。
LASER是英文的“受激放射光放大”的首字母缩写。
激光器有很多种,尺寸大至几个足球场,小至一粒稻谷或盐粒。
气体激光器有氦-氖激光器和氩激光器;固体激光器有红宝石激光器;半导体激光器有激光二极管,像CD机、DVD机和CD-ROM里的那些。
每一种激光器都有自己独特的产生激光的方法。
激光有很多特性:首先,激光是单色的,或者说是单频的。
有一些激光器可以同时产生不同频率的激光,但是这些激光是互相隔离的,使用时也是分开的。
其次,激光是相干光。
相干光的特征是其所有的光波都是同步的,整束光就好像一个“波列”。
再次,激光是高度集中的,也就是说它要走很长的一段距离才会出现分散或者收敛的现象。
激光分类看从什么角度分类,红激光、蓝激光、绿激光, 是以频率区分的,如果从原理来分, 有氦-氖激光, 二氧化碳激光, 二极管激光,准分子激光, 染色激光, 氩离子激光, 氮气激光, YAG 激光, 等等还有很多.从连续性来分有连续激光和脉冲激光, 脉冲激光有微秒级(10e-6 秒), 也有纳秒(10e-9秒), 皮秒(10e-12秒), 和飞秒(10e-15秒)激光.此外一般也根据激光的强度将其分为, 一级, 二级....等等, 级别越高强度越大相应则要求采取更严格的保护措施.激光按波段分,可分为可见光、红外、紫外、X光、多波长可调谐,目前工业用红外及紫外激光。
例如CO2激光器10.64um红外激光, 氪灯泵浦YAG激光器1.064um红外激光, 氙灯泵浦YAG激光器1.064um红外激光, 半导体侧面泵浦YAG激光器1.064um红外激光。
激光器的种类很多,可分为固体、气体、液体、半导体和染料等几种类型:(1 )固体激光器一般小而坚固,脉冲辐射功率较高,应用范围较广泛。
如:Nd:YAG激光器。
Nd(钕)是一种稀土族元素,YAG代表钇铝石榴石,晶体结构与红宝石相似。
(2 )半导体激光器体积小、重量轻、寿命长、结构简单,特别适于在飞机、军舰、车辆和宇宙飞船上使用。
半导体激光器可以通过外加的电场、磁场、温度、压力等改变激光的波长,能将电能直接转换为激光能,所以发展迅速。
(3 )气体激光器以气体为工作物质,单色性和相干性较好,激光波长可达数千种,应用广泛。
气体激光器结构简单、造价低廉、操作方便。
在工农业、医学、精密测量、全息技术等方面应用广泛。
气体激光器有电能、热能、化学能、光能、核能等多种激励方式。
(4 )以液体染料为工作物质的染料激光器于1966 年问世,广泛应用于各种科学研究领域。
现在已发现的能产生激光的染料,大约在500 种左右。
这些染料可以溶于酒精、苯、丙酮、水或其他溶液。
它们还可以包含在有机塑料中以固态出现,或升华为蒸汽,以气态形式出现。
所以染料激光器也称为“ 液体激光器” 。
染料激光器的突出特点是波长连续可调。
燃料激光器种类繁多,价格低廉,效率高,输出功率可与气体和固体激光器相媲美,应用于分光光谱、光化学、医疗和农业。
(5 )红外激光器已有多种类型,应用范围广泛,它是一种新型的红外辐射源,特点是辐射强度高、单色性好、相干性好、方向性强。
(6 )X 射线激光器在科研和军事上有重要价值,应用于激光反导弹武器中具有优势;生物学家用X 射线激光能够研究活组织中的分子结构或详细了解细胞机能; 用X 射线激光拍摄分子结构的照片, 所得到的生物分子像的对比度很高。
(7 )化学激光器有些化学反应产生足够多的高能原子,就可以释放出大能量,可用来产生激光作用。
(8 )自由电子激光器这类激光器比其他类型更适于产生很大功率的辐射。
它的工作机制与众不同,它从加速器中获得几千万伏高能调整电子束,经周期磁场,形成不同能态的能级,产生受激辐射。
(9 )准分子激光器、光纤导波激光器等--------------------------------------------------------------------------------目前A.H激光主要应用在以下气体激光器(红外波段10.64um):→激光打标机(CO2激光):AHL-CO2-10W、AHL-CO2-30W、AHL-CO2-50W、AHL-CO2-100W固体激光器(红外波段1.064um):→激光打标机(氪灯泵浦Nd:YAG激光器):AHL-YAG-50W、AHL-YAG-90W →激光焊接机(氙灯泵浦Nd:YAG激光器):AHL-W75、AHL-W90、AHL-W200、AHL-W200S、AHL-W400、AHL-W400S、AHL-W120、AHL-W120II、AHL-W180III →激光切割打孔机(氙灯泵浦Nd:YAG激光器):AHL-C100、AHL-C200、AHL-C400→激光划片机(氙灯泵浦Nd:YAG激光器):AHL-HP50→激光调阻机(氙灯泵浦Nd:YAG激光器):AHL-TZ50半导体激光器(红外波段):→激光打标机(半导体侧面泵浦YAG激光器):AHL-DP50激光器运行方式工作波长(nm) 平均功率峰值功率红宝石脉冲694.3 1W 10-10exp(4)kwYAG 脉冲/连续/调Q 1064He-Ne 连续632.8co2 脉冲/连续/调Q 10.6umHe-Ne激光器发散角小常用于激光测量、准直,其它激光器的调整YAG/CO2 的功率高是现在工业常用的,切割,焊接,激光清洗,激光雕刻等等不同运转方式具体不同。
对才料不同有不同的要求。
是一门激光专业的必修课。
长春有这方面的专家。
半导体激光器,方便用,现在的测量中常用到,还有光电检测中,例如检测自来水中的氯离子含量,光通信中的收发器LD 等等激光器价格网站中国机电供求信息网/offerlist/1210-1.html•红色线状激光管好品质立天下(图)[深圳市富喆科技有限公司]单位价格: 面议技术参数波长650nm外型尺寸φ18*45mm输出功率<200mW供电电压5V DC工作温度-10℃~+40℃发散角0.2-2mrad稳定性<15%...•红色532 镭射管好品质立天下(图)[深圳市富喆科技有限公司]单位价格: 面议红光激光器产品参数及注意事项如下:波长650nm输出功率1-3.5mW,Class ⅢA供电电压3V DC工作温度-10℃~+40℃发散角0.1-2mrad外型...•可调激光器[汤晓芸]单位价格: 面议 XL-2280-L激光镭射一字线标线器模组广泛用于机器设备定位系统,制衣设备的定位系统,PCB板设备的定位系统和户外建筑定位系统等。
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型 ...•绿色点状大功率镭射模块二极管好品质立天下[深圳市富喆科技有限公司]单位价格: 面议好品质立天下激光器产品应用:可用于仪器设备、医疗保健仪、军事、鉴伪、舞台灯光、工具制具、手机、投影教学、测温仪、测距仪、扫平仪、标线仪、水平尺、室内外装饰、美容...•好品质立天下小功率样品免费红光十字线雷射模组[深圳市富喆科技有限公司]单位价格: 面议红光激光器产品大致参数及注意事项如下:波长650nm输出功率1-3.5mW,Class ⅢA供电电压3V DC工作温度-10℃~+40℃发散角0.1-2mrad...•无线激光笔(简报器)[深圳市鲁光电子科技有限公司]单位价格: 45元/PCS 为专业人群服务的结构设计: 市面上的同类产品设计手持部分的翻页键和激光键一字排开,彼此间距较大。
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