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五類激光器的發(fā)展與相關(guān)技術(shù)詳述

2017-10-16 | rar | 0.1 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

  目前常見的激光器按工作介質(zhì)分氣體激光器、固體激光器、半導體激光器、光纖激光器和染料激光器5大類,近來還發(fā)展了自由電子激光器。大功率激光器通常都脈沖方式輸出已獲得較大的峰值功率。

  單脈沖激光指的是幾分鐘才輸出一個脈沖的激光,重頻激光指的是每分鐘輸出幾次到每秒輸出數(shù)百次甚至更高的激光。

  一、氣體激光器

  1.He-Ne激光器:典型的惰性氣體原子激光器,輸出連續(xù)光,譜線有632.8nm(最常用),1015nm,3390nm,近來又向短波延伸。這種激光器輸出地功率最大能達到1W,但光束質(zhì)量很好,主要用于精密測量,檢測,準直,導向,水中照明,信息處理,醫(yī)療及光學研究等方面。

  2.Ar離子激光器:典型的惰性氣體離子激光器,是利用氣體放電試管內(nèi)氬原子電離并激發(fā),在離子激發(fā)態(tài)能級間實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而產(chǎn)生激光。它發(fā)射的激光譜線在可見光和紫外區(qū)域,在可見光區(qū)它是輸出連續(xù)功率最高的器件,商品化的最高也達30-50W。它的能量轉(zhuǎn)換率最高可達0.6%,頻率穩(wěn)定度在3E-11,壽命超過1000h,光譜在藍綠波段(488/514.5),功率大,主要用于拉曼光譜、泵浦染料激光、全息、非線性光學等研究領(lǐng)域以及醫(yī)療診斷、打印分色、計量測定材料加工及信息處理等方面。

  3.CO2激光器:波長為9~12um(典型波長10.6um)的CO2激光器因其效率高,光束質(zhì)量好,功率范圍大(幾瓦之幾萬瓦),既能連續(xù)又能脈沖等多優(yōu)點成為氣體激光器中最重要的,用途最廣泛的一種激光器。主要用于材料加工,科學研究,檢測國防等方面。常用形式有:封離型縱向電激勵二氧化碳激光器、TEA二氧化碳激光器、軸快流高功率二氧化碳激光器、橫流高功率二氧化碳激光器。

  4.N2分子激光器:氣體激光器,輸出紫外光,峰值功率可達數(shù)十兆瓦,脈寬小于10ns,重復頻率為數(shù)十至數(shù)千赫,作可調(diào)諧燃料激光器的泵浦源,也可用于熒光分析,檢測污染等方面。

  5.準分子激光器:以準分子為工作物質(zhì)的一類氣體激光器件。常用電子束(能量大于200千電子伏特)或橫向快速脈沖放電來實現(xiàn)激勵。當受激態(tài)準分子的不穩(wěn)定分子鍵斷裂而離解成基態(tài)原子時,受激態(tài)的能量以激光輻射的形式放出。 準分子激光物質(zhì)具有低能態(tài)的排斥性,可以把它有效地抽空,故無低態(tài)吸收與能量虧損,粒子數(shù)反轉(zhuǎn)很容易,增益大,轉(zhuǎn)換效率高,重復率高,輻射波長短,主要在紫外和真空紫外(少數(shù)延伸至可見光)區(qū)域振蕩,調(diào)諧范圍較寬。它在分離同位素,紫外光化學,激光光譜學,快速攝影,高分辨率全息術(shù),激光武器,物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究,光通信,遙感,集成光學,非線性光學,農(nóng)業(yè),醫(yī)學,生物學以及泵浦可調(diào)諧染料激光器等方面已獲得比較廣泛的應(yīng)用,而且可望發(fā)展成為用于核聚變的激光器件。

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