紧凑型全固态半导体泵浦激光打标机研制成功

半导体泵浦激光原理实验

半导体泵浦激光原理实验理工学院光信息2班贺扬10329064 合作人：余传祥【实验目的】 1、了解与掌握半导体泵浦激光原理及调节光路方法。 2、掌握腔内倍频技术，并了解倍频技术的意义。 3、掌握测量阈值、相位匹配等基本参数的方法。【实验仪器】 808nm半导体激光器、半导体激光器可调电源、晶体、KTP倍频晶体、输出镜（前腔片）、光功率指示仪【实验原理】激光的产生主要依赖受激辐射过程。处于激发态的原子，在外的光子的影响下，从高能态向低能态跃迁，并在两个状态的能量差以辐射光子的形式发出去。只有外来光子的能量正好为激发态与基态的能级差时，才能引起受激辐射，且受激辐射发出的光子与外来光子的频率、发射方向、偏振态和相位完全相同。激光器主要有：工作物质、谐振腔、泵浦源组成。工作物质主要提供粒子数反转。泵浦过程使粒子从基态抽运到激发态，上的粒子通过无辐射跃迁，迅速转移到亚稳态。是一个寿命较长的能级，这样处于的粒子不断累积，上的粒子又由于抽运过程而减少，从而实现与能级间的粒子数反转。激光产生必须有能提供光学正反馈的谐振腔。处于激发态的粒子由于不稳定性而自发辐射到基态，自发辐射产生的光子各个方向都有，只有沿轴向的光子，部分通过输出镜输出，

部分被反射回工作物质，在两个反射镜间往返多次被放大，形成受激辐射的光放大即产生激光。激光倍频是将频率为的光，通过晶体中的非线性作用，产生频率为的光。当外界光场的电场强度足够大时（如激光），物质对光场的响应与场强具有非线性关系：式中均为与物质有关的系数，且逐次减小。当E很大时，电场的平方项不能忽略。 ,直流项称为光学整流，当激光以一定角度入射到倍频晶体时，在晶体产生倍频光，产生倍频光的入射角称为匹配角。倍频光的转换效率为倍频光与基频光的光强比，通过非线性光学理论可以得到：式中L为晶体长度，、分别为入射的基频光、输出的倍频光光强。在正常色散情况下，倍频光的折射率总是大于基频光的折射率，所以相位失配，双折射晶体中的o光和e光折射率不同，且e光的折射率随着其传播方向与光轴间夹角的变化而改变，可以利用双折射晶体中o光、e光间的折射率差来补偿介质对不同波长光的正常色散，实现相位匹配。【实验装置】图2 实验装置示意图

激光打标机知识大全(材料详实)

激光打标机知识大全一、定义激光打标机（laser marking machine）也称作“激光喷码机、激光刻字机、激光机、镭雕机、镭射机、激光打码机、激光雕刻机、激光标记机、激光标刻机、激光镭雕机、激光镭射机、激光打号机”，是用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记。打标的效应是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，表层物质的物理蒸发露出深层物质，或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化而"刻"出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质，显出所需刻蚀的图案、文字。 LASER 这个词由Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的首字母缩写而来。 L= Light（光）: CO2: 10600nm /9300 nm FIBRE: 1064 nm A= AMPLIFIED（放大的） S= STIMULATED（受激发的） E= EMISSION（发射） R= RADIATION（辐射、放射物）二、激光打标加工的原理

1、基本原理：由激光器发出的激光经过一系列的处理，经透镜聚焦后将能量高度集中在一个很小的范围，使表面材料瞬间熔融，甚至气化，通过控制激光在材料表面的路径，从而形成需要的图文标记。根据材料性质的不同（如熔点、沸点、产生化学变化的温度），工件将会发生一系列的物理或化学变化，比如融化、气化、生成氧化物、变色等等。这就是激光加工的原理。 2、公认原理：冷加工：具有很高负荷能量的光子，能够对材料或周围介质内的修改，至使材料发生非热过程破坏。因为采用的是低温，箱底热烧蚀温度更低，因此不产生“热损伤”副作用达到冷剥离，因而对被加工表面的里层和附近区域不产生加热或热变形等作用，也不会对工件造成烧灼、黑边、变形等问题。绿光打标机与紫外激光打标机就属于冷加工。热加工：采用高能量激光束照射工件表面，材料表面吸收激光能量，在照射区域内产生热激发过程，从而使材料表面（或涂层）温度上升，产生变态、熔融、烧蚀、蒸发等现象。以此来达到我们最终预定的目标效果，因为是采用高温达到理想效果所以被成为热加工。光纤激光打标机、co2激光打标机、半导体激光打标机就属于热加工。三、激光加工模式聚焦后的激光就像极细的无形刀具一般，将物体局部区域的表面逐点逐点的气化掉，它的特点是非接触加工，不与工件接触，可在任何异型表面标刻，不产生机械挤压或机械应力，因此不会改变被加工物品的物理性能；由于激光聚焦后的尺寸很小，热影响区域小，加工精细，因此，可以完成一些常规方式无法实现的工艺。四、激光打标机的组成主要由激光电源、激光器、扫描振镜系统、场镜、打标控制系统组成。五、激光打标机的优势 1、标记永久性：激光打标本质上是一种“破坏性去除”加工，标刻出的标记不容易仿制和更改，标记也不会因环境关系（触摸、酸性及碱性气体、高温、低温等）而消退。 2、非接触性加工：激光标刻是以非机械式的"光刀"进行加工，可在任何规则或不规则表面打印标记，且打标后工件不会产生内应力，保证工件的原有精度。 3、标刻精度高：激光打标机标刻的物品图纹美观细腻，标记精细、清晰、持久、美观手感好。 4、适用范围广：几乎可适用于任何材质打标。 5、运行成本低廉：激光打标机标记一次成型，打标速度快且能耗小，无需耗材，所以运行成本低。

几种激光打标机的区别

几种激光打标机的区别激光打标机别名激光打码机、激光喷码机、激光标记机、激光刻字机、激光打号机、金属激光打标机、光纤激光打标机、半导体激光打标机、yag激光打标机。一：Co2激光打标机目前的co2激光打标机一般都是采用的进口co2射频激光管，其使用寿命可达2-4万小时，该款机型最快打标速度可达7000mm/s。co2激光打标机适合在绝大多数的非金属材质上打标，例如纸质包装、塑料制品、皮革面料、玻璃陶瓷等。随着技术的升级，武汉三工光电设备制造有限公司研发出10w便携式co2激光打标机，该机最大的特点是突破了传统co2激光打标机体积过于庞大的缺点，能方便的集成在各类生产线上，设备虽然体积减小了，但是功能上完全没有任何损失。二：半导体侧泵激光打标机半导体激光器都是采用一体化模块设计，替代了Y AG激光打标机的氪灯，从而避免了要频繁更换氪灯的缺点，模块化的设计也就意味着这款机型的故障更少，维护也更加的方便，半导体激光打标机的光模质量更好，适合在各类金属与非金属上打标，例如塑料、手机按键、不锈钢等。三：半导体端泵激光打标机半导体端泵激光打标机按照激光波长可以分为三种，1024nm红外激光打标机、532绿光激光打标机、355紫外激光打标机。目前市面上流行的是绿光激光打标机与紫外激光打标机，以下是这两款激光打标机的简单介绍。 1、532绿光激光打标机绿光激光打标机适合于对热效应敏感的材料进行打标，因为532的波长决定了绿激光是一种相对的“冷激光”。之所以说相对，是指相对于co2激光打标机、半导体激光打标机、光纤激光打标机来说绿激光热辐射效应更小。532绿光激光打标机最典型的应用就是在水晶的表面雕刻与内雕。 2、355紫外激光打标机紫外激光打标机配置紫外激光器，进口高速扫描振镜系统等。由于紫外激光打标机聚焦光斑极小，紫外激光是真正意义上的冷激光，热效应非常小，因而紫外激光打标机可以进行超精细打标、特殊材料打标，紫外激光打标机是对打标效果有更高要求的客户首选产品。紫外激光打标机具有电光转换率高，整机运行稳定、打标精度高、作业效率高、模块化设计便于安装维护等特点。另外可选配二维自动工作台，实现多工位连续打标或大幅面打标四：光纤激光打标机光纤激光打标机采用进口激光器，配备高速振镜扫描系统（打标速度≥8000mm/s）与专业激光打标软件。随着光纤激光器的价格不断下降，未来光纤激光打标机是主流。由于光纤激光器采用的是模块化设计，集成风冷装置，所以光纤激光打标机相对于其他的激光打标机来说体积更小。日前，我们推出了一款体积更小的便携式激光打标机，整机只有电脑机箱一般大。光纤激光器相对于其他几种激光器来说光电转化效率更高，光束质量更好，所以光纤激光打标机打出来的线条也更加的精细。光纤激光打标机适合在各类金属与非金属材料上打标。

实验报告-半导体泵浦激光原理

激光器主要有：工作物质、谐振腔、泵浦源组成。工作物质主要提供粒子数反转。泵浦过程使粒子从基态E1抽运到激发态E3，E3上的粒子通过无辐射跃迁（该过程粒子从高能级跃迁到低能级时能量转变为热能或晶格振动能，但不辐射光子），迅速转移到亚稳态E2。E2是一个寿命较长的能级，这样处于E2的粒子不断累积，E1上的粒子又由于抽运过程而减少，从而实现E2与E1能级间的粒子数反转。激光产生必须有能提供光学正反馈的谐振腔。处于激发态的粒子由于不稳定性而自发辐射到基态，自发辐射产生的光子各个方向都有，偏

离轴向的光子很快逸出腔外，只有沿轴向的光子，部分通过输出镜输出，部分被反射回工作物质，在两个反射镜间往返多次被放大，形成受激辐射的光放大即产生激光。光的倍频是一种最常用的扩展波段的非线性光学方法。激光倍频是将频率为ω的光，通过晶体中的非线性作用，产生频率为2ω的光。当光与物质相互作用时，物质中的原子会因感应而产生电偶极矩。单位体积内的感应电偶极矩叠加起来，形成电极化强度矢量。电极化强度产生的极化场发射出次级电磁辐射。当外加光场的电场强度比物质原子的内场强小得多时，物质感生的电极化强度与外界电场强度成正比。 P=ε0χE 在激光没有出现前，当有几种不同频率的光波同时与该物质作用时，各种频率的光都线性独立地反射、折射和散射，满足波的叠加原理，不会产生新的频率。当外界光场的电场强度足够大时（如激光），物质对光场的响应与场强具有非线性关系： P=αE+βE2+γE3+?

式中α，β，γ，…均为与物质有关的系数，且逐次减小。考虑电场的平方项 E=E0cosωt P(2)=βE2=βE02cos2ωt=βE02 (1+cos2ωt) 出现直流项和二倍频项cos2ωt,直流项称为光学整流，当激光以一定角度入射到倍频晶体时，在晶体产生倍频光，产生倍频光的入射角称为匹配角。倍频光的转换效率为倍频光与基频光的光强比，通过非线性光学理论可以得到： η=I2ω ω ∝βL2Iω sin2(Δkl/2) 式中L为晶体长度，Iω、I2ω分别为入射的基频光、输出的倍频光光强。在正常色散情况下，倍频光的折射率n2ω总是大于基频光的折射率，所以相位失配，双折射晶体中的o光和e光折射率不同，且e光的折射率随着其传播方向与光轴间夹角的变化而改变，可以利用双折射晶体中o光、e光间的折射率差来补偿介质对不同波长光的正常色散，实现相位

激光原理实验

激光技术及应用实验 Lasers Experiments 一、实验课简介本课程是面向应用物理学专业学生开设的一门学科基础课程，在第五学期开设。本实验是在本科生接受了大学物理等系统实验方法和实验技能训练的基础上开设的，主要与理论课程《激光技术与应用》同步，训练学生的自主设计能力。该课程具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。二、实验课目标进一步加强学生的基本科学实验技能的培养，提高学生的科学实验基本素质，并与理论课程的教学融汇贯通，加深对理论课程学习的理解。通过本课程的学习，要使学生熟悉激光器的基本工作原理、激光振荡及放大的条件、高斯光束的变换，熟练使用几种常用激光器，如氦氖激光器、半导体激光器、脉冲激光器和可调谐燃料激光器。使学生通过实际动手操作，掌握激光器的一般构造，加深对激光特性的理解，了解激光在精密测量中的使用。培养学生的科学思维和创新意识，使学生掌握实验研究的基本方法，提高学生的分析能力和创新能力。提高学生的科学素养，培养学生积极主动的探索精神，遵守纪律，团结协作的优良品德。三、实验课内容实验项目一：气体激光器（3学时） 1. 实验属性：综合性实验。 2. 开设要求：必开。 3. 教学目标：（1）掌握气体激光器的主要结构和原理；（2）掌握气体激光器的调节方法；（2）了解激光输出的特性及其测量；（3）了解高斯光束的传播规律，掌握光束基本特性的测量。 4. 主要实验仪器设备：游标卡尺、开放式He-Ne激光器等。 5. 实验内容（至少做两个子项目）：（1）调节He-Ne激光器的谐振腔镜，获得激光稳定输出；（2）测量激光光束的发散角和束腰半径（选作）；（3）测量激光激励电压与激光输出功率之间的相互关系（选作）；（4）进行简单的高斯光束变换（选作）。实验项目二：固体连续激光器（3学时） 1. 实验属性：综合性实验。 2. 开设要求：必开。 3. 教学目标：

实验三、半导体泵浦固体激光器综合实验

半导体泵浦固体激光器综合实验半导体泵浦固体激光器（Diode-Pumped solid-state Laser，DPL），是以激光二极管（LD）代替闪光灯泵浦固体激光介质的固体激光器，具有效率高、体积小、寿命长等一系列优点，在光通信、激光雷达、激光医学、激光加工等方面有巨大应用前景，是未来固体激光器的发展方向。本实验的目的是熟悉半导体泵浦固体激光器的基本原理和调试技术，以及其调Q 和倍频的原理和技术。【实验目的】 1.掌握半导体泵浦固体激光器的工作原理和调试方法； 2.掌握固体激光器被动调Q的工作原理，进行调Q脉冲的测量； 3.了解固体激光器倍频的基本原理。【实验原理与装置】 1.半导体激光泵浦固体激光器工作原理：上世纪80年代起，生长半导体激光器（LD）技术得到了蓬勃发展，使得LD的功率和效率有了极大的提高，也极大地促进了DPSL技术的发展。与闪光灯泵浦的固体激光器相比，DPSL的效率大大提高，体积大大减小。在使用中，由于泵浦源LD的光束发散角较大，为使其聚焦在增益介质上，必须对泵浦光束进行光束变换（耦合）。泵浦耦合方式主要有端面泵浦和侧面泵浦两种，其中端面泵浦方式适用于中小功率固体激光器，具有体积小、结构简单、空间模式匹配好等优点。侧面泵浦方式主要应用于大功率激光器。本实验采用端面泵浦方式。端面泵浦耦合通常有直接耦合和间接耦合两种方式。 ①直接耦合：将半导体激光器的发光面紧贴增益介质，使泵浦光束在尚未发散开之前便被增益介质吸收，泵浦源和增益介质之间无光学系统，这种耦合方式称为直接耦合方式。直接耦合方式结构紧凑，但是在实际应用中较难实现，并且容易对LD造成损伤。 ②间接耦合：指先将LD输出的光束进行准直、整形，再进行端面泵浦。常见的方法有：组合透镜系统聚光：用球面透镜组合或者柱面透镜组合进行耦合。自聚焦透镜耦合：由自聚焦透镜取代组合透镜进行耦合，优点是结构简单，准直光斑的大小取决于自聚焦透镜的数值孔径。光纤耦合：指用带尾纤输出的LD进行泵浦耦合。优点是结构灵活。本实验先用光纤柱透镜对半导体激光器进行快轴准直，压缩发散角，然后采用组合透镜对泵浦光束进行整形变换，各透镜表面均镀对泵浦光的增透膜，耦合效率高。本实验的压缩和耦合如图 2所示。

实验四连续半导体泵浦固体激光器静态输出特性和声光调Q实验

实验四连续半导体泵浦固体激光器静态输出特性和声光调Q实验实验目的 1.了解固体激光器的输出特性和阈值特性，掌握激光器输出特性斜率效率的计算； 2.掌握激光器设计中最佳透过率的概念，巩固最佳透过率选取原则； 3.掌握声光调Q的基本原理和布拉格衍射的特征及布拉格衍射角的概念，了解激光器在连续和调Q脉冲工作状态下的激光功率输出特性， 4.了解不同调Q频率下，激光功率变化的原因，巩固最佳调Q频率选取的原则。实验原理 1. 固体Nd:YAG激光器工作原理固体激光器通常由三个基本部分组成，即固体激光工作物质、泵浦源和光学谐振腔。激光工作物质是激光器的心脏，产生激光的是激活离子，激光器的输出特性在很大程度上由激活离子的能级结构决定。目前，常用的固体激光工作物质有红宝石晶体、钕玻璃和掺钕钇铝石榴石（即Nd3+:YAG）晶体。由于Nd3+:YAG晶体具有荧光谱线窄、量子效率高等特点，它的增益高、阈值低、激光输出效率高，故在中小功率的脉冲器件中，以及在高重复率的脉冲激光器中得到广泛应用。本实验中即采用Nd3+:YAG作为激光工作物质，该工作物质的激活离子为Nd3+，属四能级系统，发射激光波长为1.06μm，工作于连续方式。Nd3+:YAG产生受激辐射的能级如图4-1所示。激活粒子（Nd3+:离子）在这些能级之间的跃迁特性为：在光泵浦作用下，处于基态能级E1上的粒子被激发到高能级E4上，由于E4能级寿命很短，处在该能级上的粒子很快以无辐射跃迁方式迅速转移到较低的激发态能级E3上，E3为亚稳态，在E3能级上的粒子有较长的寿命（10-3~10-4s），因而易于实现粒子数积累。当粒子数由E3向E2跃迁时，产生激光辐射，粒子到达能级E2后，再以无辐射跃迁迅速地返回到基态E1。基于这种状态以及由于热平衡情况，使得粒子不易在E2能级上积聚，因此，在外界激励下，E3和E2之间较易形成粒子数反转，从而实现受激辐射。

固体激光器原理及应用

编号赣南师范学院学士学位论文固体激光器原理及应用教学学院物理与电子信息学院届别 2010届专业电子科学与技术学号 060803013 姓名丁志鹏指导老师邹万芳完成日期 2010.5.10

目录摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 1引用 (2) 2激光与激光器 (2) 2.1激光 (2) 2.2激光器 (3) 3固体激光器 (4) 3.1工作原理和基本结构 (4) 3.2典型的固体激光器 (8) 3.3典型固体激光器的比较 (11) 3.4固体激光器的优缺点 (12) 4固体激光器的应用 (13) 4.1军事国防 (13) 4.2工业制造 (15) 4.3医疗美容 (17) 5结束语 (17) 参考文献 (19)

摘要：固体激光器目前是用最广泛的激光器之一，它有着一些非常突出的优点。介绍固体激光器的工作原理及应用，更能够加深对其的了解。本论文先从基本原理和结构介绍固体激光器，接着介绍一些典型的固体激光器，最后介绍其在军事国防、工业技术、医疗美容等三个方面的应用及未来的发展方向。关键词：固体激光器基本原理基本结构应用 Abstract:Solid-state laser is currently one of the most extensive laser,it has some very obvious advantages.The working principle of solid-state lasers and applications were described in the paper and it can enhance the understanding.In this paper, starting with the basic principles and structure of the introduced solid-state laser,and then some typical solid-state lasers and a presentation on its military defense,industrial technology,medical and cosmetic applications in three areas and future development direction were introduced. Key words:Solid-state Laser Basic Principle Basic Structure Application

实验一-半导体激光器系列实验

实验一半导体激光器系列实验

一、实验设备介绍 2．配套仪器的使用 WGD-6光学多道分析器的使用参考WGD-6光学多道分析器的使用说明书。 3．激光器概述光电子器件和技术是当今和未来高技术的基础，引起世界各国的极大关注。其中半导体激光器的生产和应用发展特别迅猛，它已经成功地用于光通讯和光学唱片系统；还可以作为红外高分辨率光谱仪光源，用于大气测污和同位素分离等；同时半导体激光器可以成为雷达，测距，全息照相和再现、射击模拟器、红外夜视仪、报警器等的光源。半导体激光器，调频器，放大器集成在一起的集成光路将进一步促进光通 - 1 -

讯，光计算机的发展。激光器一般包括三个部分：（1）激光工作介质激光的产生必须选择合适的工作介质，可以是气体、液体、固体或半导体。在这种介质中可以实现粒子数反转，以制造获得激光的必要条件。显然亚稳态能级的存在，对实现粒子数反转是非常有利的。现有工作介质近千种，可产生的激光波长包括从真空紫外到远红外，非常广泛。（2）激励源为了使工作介质中出现粒子数反转，必须用一定的方法去激励原子体系，使处于上能级的粒子数增加。一般可以用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发介质原子，称为电激励；也可用脉冲光源来照射工作介质，称为光激励；还有热激励、化学激励等。各种激励方式被形象化地称为泵浦或抽运。为了不断得到激光输出，必须不断地“泵浦”以维持处于上能级的粒子数比下能级多。（3）谐振腔有了合适的工作物质和激励源后，可实现粒子数反转，但这样产生的受激辐射强度很弱，无法实际应用。于是人们就想到了用光学谐振腔进行放大。所谓光学谐振腔，实际是在激光器两端，面对面装上两块反射率很高的镜。一块几乎全反射，一块大部分反射、 - 2 -

半导体泵浦激光原理实验(精)

hv E 2 E 1 (a) 2 1 (b) E 2 E 1 (c) 光与物质作用的吸收过程半导体泵浦激光原理实验【实验目的】 1. 了解激光特别是半导体激光器工作原理 2. 调节激光器光路，观察倍频现象，测量阈值、相位匹配等基本参数，加深对激光技术理解。【实验仪器】 808nm 半导体激光器、半导体激光器可调电源、Nd:YVO4晶体、KTP 倍频晶体、输出镜（前腔片）、光功率指示仪【实验原理】 1. 激光产生原理光与物质的相互作用可以归结为光与原子的相互作用，有三种过程：吸收、自发辐射和受激辐射。如果一个原子，开始处于基态，在没有外来光子，它将保持不变，如果一个能量为hv 21 的光子接近，则它吸收这个光子，处于激发态E 2。在此过程中不是所有的光子都能被原子吸收，只有当光子的能量正好等于原子的能级间隔E 1-E 2时才能被吸收。激发态寿命很短，在不受外界影响时，它们会自发地返回到基态，并放出光子。自发辐射过程与外界作用无关，由于各个原子的辐射都是自发的、独立进行的，因而不同原子发出来的光子的发射方向和初相位是不相同的。

处于激发态的原子，在外的光子的影响下，会从高能态向低能态跃迁，并两个状态间的能量差以辐射光子的形式发射出去。只有外来光子的能量正好为激发态与基态的能级差时，才能引起受激辐射，且受激辐射发出的光子与外来光子的频率、发射方向、偏振态和相位完全相同。激光的产生主要依赖受激辐射过程。激光器主要有：工作物质、谐振腔、泵浦源组成。工作物质主要提供粒子数反转。泵浦过程使粒子从基态E 1抽运到激发态E 3，E 3上的粒子通过无辐射跃迁（该过程粒子从高能级跃迁到低能级时能量转变为热能或晶格振动能，但不辐射光子），迅速转移到亚稳态E 2。E 2是一个寿命较长的能级，这样处于E 2上的粒子不断积累，E 1上的粒子又由于抽运过程而减少，从而实现E 2与E 1能级间的粒子数反转。激光产生必须有能提供光学正反馈的谐振腔。处于激发态的粒子由于不稳定性而自发辐射到基态，自发辐射产生的光子各个方向都有，偏离轴向的光子很快逸出腔外，只有沿轴向的光子，部分通过输出镜输出，部分被反射回工作物质，在两个反射镜间往返多次被放大，形成受激辐射的光放大即产生激光。 2. 光学倍频光的倍频是一种最常用的扩展波段的非线性光学方法。激光倍频是将频率为ω的光，通过晶体中的非线性作用，产生频率为2ω的光。考虑电场的平方项 t E E ωcos 0= )2cos 1(2 cos 20 2 20 2 ) 2(t E t E E P ωβωββ+=== hv 21 2 E 1 (a) E 2 E 1 (b) hv 21 hv 21 光与物质作用的受激辐射过程 E 1 E 3 E 2 三能级系统示意图

半导体激光打标机

天正公司是一家专门生产销售标识标记设备的高科技企业,主要产品包括:电腐蚀打标机、气动打标机（平面气动打标机，手持式气动打标机，旋转气动打标机，法兰气动打标机）、激光打标机（半导体激光打标机，二氧化碳激光打标机，激光喷码机）.公司产品广泛应用于汽车、摩托车配件、电动车配件、水泵、机械设备、法兰、电器设备、金属管件等领域,便于产品的质量追踪和防伪,从而提升产品形象,适合于对钢、铜、铝、合金、塑料等各种金属或非金属铭牌零部件的平面及圆柱形工件进行打标。天正公司依靠高质量的产品性能,完善的服务体系以及合理的价位,赢得了广大用户的信赖.公司本着“质量第一,服务至上”的经营理念,同国内外各行各业携手共进,努力打造标识标记设备行业的优秀企业!欢迎各界友人来电洽谈或到公司实地考察。半导体激光打标机基础配置及技术规格：型号项目 MYAG-50D 激光器 GTPC-50S（相干激光模块）扫描振镜上海镭肯 LC-28 YAG-16mm镜片聚焦透镜 ST-1064-110 Q开关英国Gooch & Housego QS27－5C-B 控制软件专业激光标记软件for Windows98/2000/XP 冷却系统东露阳PH16(0.6P)水冷工作方式静态标记字体 50种以上的标准字体，并特殊设计手写字体输入功能输入电源 220V AC 50Hz 激光输出功率 0-50W 打标频率 0.5－50KHZ 整机功率 1800W 打标线宽 0.03mm 标刻深度≤1毫米（视材料可调）标刻速度≤7000㎜/s 最小字符 0．5mm 打标范围标准： 110mm×110mm 备注精密三维升降操作台半导体激光打标机适用范围：可雕刻金属及多种非金属材料。更适合应用于一些要求更精细、精度更高的场合。

如何正确使用激光打标机

如何正确使用激光打标机激光（laser marking machine）打标机是用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记。打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，从而刻出精美的图案、商标和文字，激光打标机主要分为：CO2激光打标机、光纤激光打标机、半导体激光打标机和YAG激光打标机，目前激光打标机主要应用于一些要求更精细、精度更高的场合。应用于电子元器件、集成电路（IC）、电工电器、手机通讯、五金制品、工具配件、精密器械、眼镜钟表、首饰饰品、汽车配件、塑胶按键、建材、PVC管材等领域。随着激光打标机被广泛的应用于各个领域，很多朋友对激光打标机有一定的了解，或是正在从事这方面的工作。但是其中有部分人却不一定会正确的使用激光打标机。下面就介绍下如何正确的操作使用激光打标机。一、开机 1.检查打标机的电源线使其连接正确、牢靠。 2.插入钥匙开关，顺时针旋转90°至“开”的位置。接通总电源，电源指示灯亮。 3.确认“急停开关”处于按下状态。 4.打开电脑显示器、电脑主机电源开关。 5.沿箭头方向旋转蘑菇钮按钮，使其弹起，即可接通激光头电源，约一分钟后，激光头启动完成。 6.取下镜头盖，激光打标机开启完毕，可接受操作者的命令执行打标任务。二、打标操作 1.双击打标程序图标，进入程序 2.选择打标文件，双击里面内容、时间进行修改，点击确认，修改完成。三、打标测试及打印测试 1.在工作台或生产线上，放置一个打标实验件，并确保其已放好。 2.通过操作打标控制软件进行打标。四、为使打标效果最佳，需进行一下调整 1.通过调整激光头升降装置来调整焦距。 2.在打标软件中调整功率、打标速度等参数。 3.进入软件双击打标日期，使用鼠标上下拖动，将打标位置调整适当位置。 4.完成以上步骤方可进行打标测试，测试无误后在需打标工件上打标即可。五、生产完成后，关闭激光打标机 1.按下急停开关，切断激光头电源。 2.确认工控机无任何软件运行后，正常退出，关机。 3.逆时针旋转开关钥匙至90°至“关”位置，关闭打标机总电源，电源指示灯熄灭。 4.拔下钥匙交给专人保管，以备下次使用。 5.盖上镜头盖。以上即为激光打标机正确使用步骤，正确的操作使用激光打标机，可延长其使用寿命。

实验1NdYAG固体激光器实验

hv 2 1 (a) 2 1 (b) 2 E 1 (c) 图1、光与物质作用的吸收过程 Nd ：YAG 固体激光器实验一、实验内容与器件 1、了解半导体激光器的工作原理和光电特性 2、掌握半导体泵浦固体激光器的工作原理和调试方法二、实验原理概述 1. 激光产生原理光与物质的相互作用可以归结为光与原子的相互作用，有三种过程：吸收、自发辐射和受激辐射。如果一个原子，开始处于基态，在没有外来光子，它将保持不变，如果一个能量为hv 21的光子接近，则它吸收这个光子，处于激发态E 2。在此过程中不是所有的光子都能被原子吸收，只有当光子的能量正好等于原子的能级间隔 E 1-E 2时才能被吸收。激发态寿命很短，在不受外界影响时，它们会自发地返回到基态，并放出光子。自发辐射过程与外界作用无关，由于各个原子的辐射都是自发的、独立进行的，因而不同原子发出来的光子的发射方向和初相位是不相同的。处于激发态的原子，在外的光子的影响下，会从高能态向低能态跃迁，并两个状态间的能量差以辐射光子的形式发射出去。只有外来光子的能量正好为激发态与基态的能级差时，才能引起受激辐射，且受激辐射发出的光子与外来光子的频率、发射方向、偏振态和相位完全相同。激光的产生主要依赖受激辐射过程。激光器主要有：工作物质、谐振腔、泵浦源组成。工作物质主要提供粒子数反转。 hv 21 2 E 1 (a) E 2 E 1 (b) hv 21 hv 21 图2、光与物质作用的受激辐射过程

泵浦过程使粒子从基态E 1抽运到激发态E 3，E 3上的粒子通过无辐射跃迁（该过程粒子从高能级跃迁到低能级时能量转变为热能或晶格振动能，但不辐射光子），迅速转移到亚稳态E 2。E 2是一个寿命较长的能级，这样处于E 2上的粒子不断积累，E 1上的粒子又由于抽运过程而减少，从而实现E 2与E 1能级间的粒子数反转。激光产生必须有能提供光学正反馈的谐振腔。处于激发态的粒子由于不稳定性而自发辐射到基态，自发辐射产生的光子各个方向都有，偏离轴向的光子很快逸出腔外，只有沿轴向的光子，部分通过输出镜输出，部分被反射回工作物质，在两个反射镜间往返多次被放大，形成受激辐射的光放大即产生激光。 2 YAG 固体激光器固体激光器基本都是由工作物质、泵浦系统、谐振腔和冷却、滤光系统构成。固体激光器工作物质是固体激光器的核心。影响固体激光器工作特性的关键是固体激光工作物质的物理和光谱性质，这主要是指吸收带、荧光谱线、热导率等。实验中,我们采用掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)作为工作物质,它的激活离子是钕离子（Nd 3+），其吸收谱线如图4所示，在可见光和红外区域有几个较强的吸收带，我们关注的是808nm 附近的吸收谱线。在本实验中，半导体激光器是用来做固体激光器的泵浦光源。我们采用了输出波长为808nm, InGaAlAs/GaAs 量子阱结构设计、光斑预整形、输出功率大于2W 的多模半导体激光器，工作电流可调，采用半导体制冷片对其进行温度控制。图4 3:Nd YAG +晶体的吸收光谱（300K ） YAG 中3Nd +与激光产生有关系的能级结构如图5所示。它属于四能级系统。其激光上能级3E 为33/2F ，激光下能级2E 为43/2I I ，43/2II I ，其荧光谱线波长分别为1.35m μ和1.06m μ，49/2 I 相应于1E 。由于1.06m μ比1.35m μ波长的荧光强约4 倍，在本实验中，我们通过腔镜镀膜，E 1 E 3 E 2 图3、三能级系统示意图

半导体泵浦固体激光器(DPSSL)项目立项申请书模板

半导体泵浦固体激光器(DPSSL)项目立项申请书一、项目区位环境分析坚持工业化信息化融合发展，深入推进工业强省战略，实施“中国制造2025”甘肃行动纲要，提升传统优势产业质量和效益，培育壮大新兴产业，加快工业结构调整和转型升级。（一）改造提升传统优势产业强化传统优势产业的基础和支撑作用，盘活存量、优化结构、改革重组，增强产业分工协作和配套能力，推动传统优势产业从半成品向产成品转化，从粗放低效向优质高效提升，从产业链中低端向中高端迈进，从短链向全链循环发展，选准价值链高端加大转型升级力度，改变以“原”字号和“初”字号为主的产品结构，改变企业产品结构单一、产业行业上下游不配套的局面，推动产业集群式发展和转型升级，重塑传统产业竞争新优势。运用先进实用技术改造提升传统产业，推动煤电化冶循环发展、新能源与现代高载能耦合发展，加快石油化工、有色冶金、装备制造、煤炭电力、农产品加工等传统优势产业优化升级。围绕重点产业核心基础零部件（元器件）、基础材料、基础工艺、关键技术的协同攻关创新，支持骨干企业瞄准国内外同行业标杆推进技术改造，全面提高产品技术、工艺装备、质量效益、能效环

保、安全生产等水平，加大技术和产品创新，提高附加值和科技含量，加快产品结构升级换代，建设兰州、庆阳为重点的国家战略性石化产业基地，金昌、白银、兰州等为重点的国家有色金属新材料基地，嘉峪关为重点的优质钢材生产及加工基地，陇东、酒嘉为重点的煤炭清洁利用转化基地，兰州、天水、酒泉等为重点的先进装备制造业基地，特色农产品生产区域为重点的农产品加工基地等6大产业基地，打造石油化工及合成材料、有色金属新材料、煤炭高效清洁利用、绿色生态农产品加工等8大产业链。（二）发展壮大战略性新兴产业按照市场主导、创新驱动、重点突破、引领发展的要求，以新能源、新材料、先进装备和智能制造、生物医药、信息技术、节能环保、新型煤化工、现代服务业、公共安全等领域为重点，深入实施战略性新兴产业发展总体攻坚战，开展优势产业链培育行动，提高创新能力，培育骨干企业，聚焦创新经济新业态，培育发展新动能，引领产业高端化规模化集群化发展，培育一批新的支柱产业和新的增长点。实施“中国制造2025”甘肃行动纲要，加快网络协同制造、智能制造、3D 打印和增材制造等新兴行业发展，促进信息技术向市场、设计、生产等环节渗透，推动生产方式向柔性、智能、精细转变。围绕高端制造、

半导体泵浦激光打标机简介

半导体泵浦激光打标机简介 1、工作原理半导体泵浦激光打标机秉承DP系列产品的各种优点，同时结合多年的工艺积累对进行了重新优化设计，使得激光输出更为稳定，在高低激光功率下都有优良的表现力，输出光束更为精细，激光光束质量已达到 M2≤2.5；模式更好，打标精度更高。同时采用最新研发的EMCC高速打标控制系统，打标速度更快，性能更稳定；配套软件更易编辑和操作；功能更加丰富半导体泵浦激光打标机外形图我公司采用国外先进激光技术生产的半导体泵浦固体激光打标机，结构紧凑、使用寿命长。激光器选用美国原装进口半导体阵列，激光棒和腔体无需更换，电光转换效率

高，整机功耗小。该激光器用波长808nm半导体激光二极管泵浦Nd:YAG介质，使介质产生大量的反转粒子束，在Q开关的作用下形成波长为1064nm的巨脉冲激光输出。该激光器体积小，是传统灯泵浦激光器的四分之一。产品性能达到国际同类产品水平，采用进口的Q开关和高速振镜扫描系统，具有激光峰值功率高，扫描速度快等优点，特别适合激光精密打标和微加工。我公司生产的半导体泵浦激光打标机配备专用的工作台后可在多种形状表面（平面、柱形、球形等）的工件上实现打标。激光打标机可以满足生产线在线打标的要求，公司有专门的配套工程部为客户量身定做各种类型的激光飞行打标系统，也可为客户提供各种激光解决方案。DP-50S半导体泵浦激光打标机可对大批量生产的工件实行产品单个识别编号，有效地帮助实行生产工序控制、质量控制以及防止假冒产品。振镜扫描系统采用德国SCANLAB扫描振镜，扫描精度高、速度快、性能稳定，具备长时间连续工作的要求。声光调Q系统 27M进口声光调Q系统，锁光功率高，光损耗小，保证激光系统长时间工作稳定性，1～50KHz的频率调节范围使系统使用于各种不同材质、不同效果的要求。软件控制系统以WINDOWS XP为操作平台，全中文接口，可兼容AUTOCAD、CORELDRAW、PHOTOSHOP、CAXA等多种软件输出的文件，可进行条形码、二维码、图形文字等打标，支持PLT、PCX、DXF、BMP等文件格式，直接使用SHX、TTF字库。系统能够自动编码，打印序列号、批号、日期等。 2、主要特点光学系统采用了全密封结构、具有光路预览和焦点指示功能、外形更美观、操作界面更方面；该机器配备最新的外置水冷系统、运行噪音极低，温度调节精度高，为机器长时间运做提供了可靠的保证。

1-实验四半导体泵浦固体激光器综合实验

实验四半导体泵浦固体激光器综合实验半导体泵浦固体激光器（Diode-Pumped solid-state Laser，DPL），是以激光二极管（LD）代替闪光灯泵浦固体激光介质的固体激光器，具有效率高、体积小、寿命长等一系列优点，在光通信、激光雷达、激光医学、激光加工等方面有巨大应用前景，是未来固体激光器的发展方向。本实验的目的是熟悉半导体泵浦固体激光器的基本原理和调试技术，以及倍频的原理和技术。一、实验目的１．掌握半导体泵浦固体激光器的工作原理和调试方法；２．了解固体激光器倍频的基本原理；３．掌握固体激光器被动调Q的工作原理，进行调Q脉冲的测量。（选做）二、实验原理１．半导体激光泵浦固体激光器工作原理：上世纪80年代起，生长半导体激光器（LD）技术得到了蓬勃发展，使得LD的功率和效率有了极大的提高，也极大地促进了DPSL技术的发展。与闪光灯泵浦的固体激光器相比，DPSL 的效率大大提高，体积大大减小。在使用中，由于泵浦源LD的光束发散角较大，为使其聚焦在增益介质上，必须对泵浦光束进行光束变换（耦合）。泵浦耦合方式主要有端面泵浦和侧面泵浦两种，其中端面泵浦方式适用于中小功率固体激光器，具有体积小、结构简单、空间模式匹配好等优点。侧面泵浦方式主要应用于大功率激光器。本实验采用端面泵浦方式。端面泵浦耦合通常有直接耦合和间接耦合两种方式。直接耦合：将半导体激光器的发光面紧贴增益介质，使泵浦光束在尚未发散开之前便被增益介质吸收，泵浦源和增益介质之间无光学系统，这种耦合方式称为直接耦合方式。直接耦合方式结构紧凑，但是在实际应用中较难实现，并且容易对LD造成损伤。间接耦合：指先将LD输出的光束进行准直、整形，再进行端面泵浦。常见的方法有：组合透镜系统聚光：用球面透镜组合或者柱面透镜组合进行耦合。自聚焦透镜耦合：由自聚焦透镜取代组合透镜进行耦合，优点是结构简单，准直光斑的大小取决于自聚焦透镜的数值孔径。光纤耦合：指用带尾纤输出的LD进行泵浦耦合。优点是结构灵活。本实验先用光纤柱透镜对半导体激光器进行快轴准直，压缩发散角，然后采用组合透镜对泵浦光束进行整形变换，各透镜表面均镀对泵浦光的增透膜，耦合效率高。本实验的压缩和耦合如图 2所示。

4-半导体泵浦固体激光器

半导体泵浦固体激光器倍频与调Q实验一、前言半导体泵浦固体激光器（Diode-Pumped solid-state Laser，DPL），是以激光二极管（LD）代替闪光灯泵浦固体激光介质的固体激光器，具有效率高、体积小、寿命长等一系列优点，在光通信、激光雷达、激光医学、激光加工等方面有巨大应用前景，是未来固体激光器的发展方向。本实验的目的是熟悉半导体泵浦固体激光器的基本原理和调试技术，以及其调Q 和倍频的原理和技术。二、实验目的 1、掌握半导体泵浦固体激光器的工作原理和调试方法； 2、掌握固体激光器被动调的工作Q原理，进行调Q脉冲的测量； 3、了解固体激光器倍频的基本原理。三、实验原理与装置 1. 半导体激光泵浦固体激光器工作原理：上世纪80年代起，半导体激光器（LD）生长技术得到了蓬勃发展，使得LD的功率和效率有了极大的提高，也极大地促进了DPSL技术的发展。与闪光灯泵浦的固体激光器相比，DPSL的效率大大提高，体积大大减小。在使用中，由于泵浦源LD的光束发散角较大，为使其聚焦在增益介质上，必须对泵浦光束进行光束变换（耦合）。泵浦耦合方式主要有端面泵浦和侧面泵浦两种，其中端面泵浦方式适用于中小功率固体激光器，具有体积小、结构简单、空间模式匹配好等优点。侧面泵浦方式主要应用于大功率激光器。本实验采用端面泵浦方式。端面泵浦耦合通常有直接耦合和间接耦合两种方式。 a) 直接耦合：将半导体激光器的发光面紧贴增益介质，使泵浦光束在尚未发散开之前便被增益介质吸收，泵浦源和增益介质之间无光学系统，这种耦合方式称为直接耦合方式。直接耦合方式结构紧凑，但是在实际应用中较难实现，并且容易对LD造成损伤。 b) 间接耦合：指先将LD输出的光束进行准直、整形，再进行端面泵浦。常见的方法有： 1) 组合透镜系统聚光：用球面透镜组合或者柱面透镜组合进行耦合。 2) 自聚焦透镜耦合：由自聚焦透镜取代组合透镜进行耦合，优点是结构简单，准直光斑的大小取决于自聚焦透镜的数值孔径。 3) 光纤耦合：指用带尾纤输出的LD进行泵浦耦合。优点是结构灵活。本实验先用光纤柱透镜对半导体激光器进行快轴准直，压缩发散角，然后采用组合透镜对泵浦光束进行整形变换，各透镜表面均镀对泵浦光的增透膜，耦合效率高。本实验的压缩和耦合如图2所示。

半导体侧面泵浦激光打标机

半导体侧面泵浦激光打标机机型简介: XHY-DP50半导体泵浦系列激光打标机是使用振镜激光打标技术及国际上最先进的半导体泵浦激光技术,采用美国CEO原装进口半导体列阵，用波长808nm半导体激光二极管泵浦Nd:YAG 晶体，使YAG棒产生大量的反转粒子，在Q开关的作用下形成波长为1064 nm的巨脉冲激光束输出，激光束通过扩束、聚焦，最后通过控制振镜的偏转实现标刻。它是激光打标领域的一次突破性变革, 此种激光器具有能耗小、电光转换效率高、激光输出模式稳定性好、可靠性高、体积小、打标效果好、无耗材等显著优点。整机依照人体工程学原理采用一体化设计，外形美观、操作方便。重要光学部件均为欧美原装进口，光路系统采用全密封结构、具有光路预览和焦点指示功能、为机器长时间连续24小时工作提供了可靠的保障。系统特点: ●稳定性好半导体泵浦激光标记系统采用半导体技术取代传统的电真空技术。激励源采用大功率半导体矩阵，大大延长了产品的寿命和系统的稳定性。 ●精度高半导体泵浦激光打标系统输出光束质量更趋近理想模式，更适合于超精细加工，最小字符尺寸可达0.2mm,使激光标记的精度达到一个新的数量级。 ●速度快半导体泵浦激光打标系统采用超精细的光学器件，其振镜速度远高于传统激光系统。 ●能耗低半导体激光打标系统应用高效半导体矩阵，使激光转换效率大为提高。 ●可靠性高

半导体激光打标系统的系统集成度高，不需要高压电源，高压器件，极大地保证系统可靠性。 ●体积小高度集成化的控制系统，有利于顾客更好地利用工厂空间. 适用材料和行业应用可雕刻金属及多种非金属材料。更适合应用于一些要求更精细、精度更高的场合。应用于电子元器件、集成电路（IC）、电工电器、手机通讯、五金制品、工具配件、精密器械、眼镜钟表、首饰饰品、汽车配件、塑胶按键、建材、PVC管材、医疗器械等行业。适用材料包括：普通金属及合金（铁、铜、铝、镁、锌等所有金属），稀有金属及合金（金、银、钛），金属氧化物（各种金属氧化物均可），特殊表面处理（磷化、铝阳极化、电镀表面），ABS料（电器用品外壳，日用品），油墨（透光按键、印刷制品），环氧树脂（电子元件的封装、绝缘层）。主要参数