登陆注册
16136300000019

第19章 常用激光器

掺钕钇铝石榴石激光器

这种激光器的工作物质是掺有三价钕离子(Nd3 )的钇铝石榴石晶体,其化学表示式为Y3Al5O12:Nd3 ,呈浅紫色,通常加工成圆棒状。

该种晶体的热传导性能较好,而且激光振荡特性受晶体温升变化又比较小,故这种激光器可在连续光泵(连续氪灯激励)条件下进行连续式运转,或者在较高重复脉冲(脉冲氙灯激励)条件下进行脉冲运转,输出激光波长为1.064微米。

掺钕钇铝石榴石激光器的主要优点是为产生激光振荡所必需的光泵激励阈值较低,器件的能量转换效率较高,可在室温条件下进行较长期的连续运转或较高重复率脉冲式运转;其不足之处是输出激光为人眼看不见的近红外光,因此在许多应用场合下需采用倍频(二次谐波)技术将1.06微米激光转换为0.53微米的绿色激光;此外,工作晶体受人工生长技术的限制不容易做得很大,且晶体本身抗激光破坏的能力不很强,因此不适于用来产生较高功率和较大能量的脉冲输出。这种激光器主要应用于激光测量、激光加工、激光治疗、激光泵浦、非线性光学以及实验室基本研究等方面。

钕玻璃激光器

工作物质是掺有三价钕离子(Nd3 )的优质光学玻璃(常用者为硅酸盐玻璃),呈淡紫红色,通常情况下加工成圆棒状,特殊要求场合下亦可成片状或其他几何形状。采用光泵(脉冲氙灯)激励,输出激光波长为1.06微米,可在室温或高于室温的较大范围内进行单次脉冲运转或较低重复率情况下的重复脉冲运转。

钕玻璃激光器的主要优点是成本较低、器件的能量转换效率较高,特别是用现有方法可制备大体积、高质量、抗激光破坏能力强的钕玻璃工作物质,故可制成较大尺寸的器件,用来获得较高功率或较大能量(高于几千焦耳)的近红外脉冲激光输出。

其不足之处是玻璃工作物质的热传导性能较差,故不适于作连续运转或较高重复率的脉冲运转。这种激光器主要应用于激光加工、激光治疗、激光测量、非线性光学与激光等离子体研究方面。

氦氖激光器

氦氖激光器是一种典型的原子气体激光器,也是人们最早研制成功而且目前仍然是应用最广的一种气体激光器。工作物质为惰性气体氦与氖的混合物,通常采用直流气体放电进行激励,其中氦原子起能量转移作用,而氖原子起粒子数反转和发射激光的作用,通常输出为6328埃的红色可见激光,也可制成近红外波段的激光输出,工作状态为连续运转。

氦氖激光器的主要优点是装置简单、成本低廉、操作简便、可长时间稳定运转以及输出为单色性较好的可见激光等;其主要不足之处是连续输出的激光功率水平较低。这种激光器主要用于激光准直、激光显示、精密测量与计量标准、全息照相与激光通信等方面。

氩离子激光器

这是一种典型的离子激光器,工作物质为惰性气体氩,工作气压一般在1托以下,以大电流直流放电进行激励,在氩离子(Ar )的3p44p至3p44s电子组态间实现粒子数反转并产生相应的多条可见激光谱线发射,其中最强的激光谱线波长为4880埃和5145埃。

氩离子激光器的主要优点是可以获得较高功率的连续运转可见激光输出;不足之处是器件结构复杂、成本较高、能量转换效率较低等。这种激光器主要用于激光显示、信息处理、激光泵浦、全息照相以及激光光谱学研究等方面。

二氧化碳激光器

这是一种典型的分子气体激光器,工作物质为二氧化碳分子气体,通常情况下采用气体放电进行激励;当器件用于连续运转时,工作物质气压较低,当器件用于脉冲状态时,工作物质气压较高;输出激光波长主要在10.6微米附近的中红外光谱区。

二氧化碳激光器的主要优点是器件的能量转换效率较高,在脉冲运转情况下可获得大能量脉冲激光输出。这种激光器主要用于激光加工、激光治疗、激光通信、非线性光学激光光谱学与激光等离子体研究等方面。

氮分子激光器

是一种工作在紫外波段的脉冲气体激光器。工作物质为氮分子气体,采用快速大电流脉冲放电进行激励,在氮分子的电子能级间实现粒子数反转和产生波长较短的激光发射,其输出波长主要分布在近紫外光谱区,其中以3371埃激光谱线为最常用;输出激光脉冲的时间宽度较窄,一般为纳秒数量级;输出激光的脉冲峰值功率也较高,可达兆瓦量级以上;输出脉冲重复率可达每秒几十到几百次。

氮分子激光器的主要优点是输出为近紫外激光,脉冲功率较高。困此适用于激光荧光分析、制造集成电路、激光育种、激光治疗、探测污染、激光泵浦以及用于非线性光学方面的基础研究等。

可调谐染料激光器

这是一种典型的液体激光器,工作物质为有机染料溶液,可采用脉冲氙灯或由其他激光器发出的激光进行光泵激励;由于对选定的某种染料溶液而言,常常具有较宽的荧光发射谱带和相应的激光增益带宽,因此在激光器内采用适当的色散元件对振荡频率进行选择性控制之后,可在较宽光谱范围内获得单色性较好的可调谐激光输出;若进一步变换所使用的染料媒质的种类或组合方式,则可在更加宽广的光谱范围内实现可调谐激光振荡。

染料激光器可分别采用连续或重复脉冲两种方法运转,在以激光进行光泵激励的情况下,器件有较高的能量转换效率。目前,在可见光谱区运转的染料激光器所使用的典型工作物质为若丹明6G、若丹明B等类染料溶液。

可调谐染料激光器主要应用于激光光谱学和非线性光学研究领域;此外,在激光显示、信息记录与存储、激光医学与生物学研究等方面也有其特殊的应用价值。

半导体二极管激光器

是人们最早研制成功的一种典型的半导体激光器。在本质上,这种装置类似于一种单向(正)偏压发光二极管,在N区导带的底部集居着电子,而在P区价带的顶部集居着空穴;在正向偏压作用下,电子由N区进入P区,并在PN结(交界)区与空穴相复合而产生发光,发光光子能量约等于导带与价带之能量差;如果对PN结二极管施加的正向注入电流密度超过一定的阈值,使在PN结区由复合发光所决定的增益远大于各种可能的光损耗,就可以形成相干的激光振荡;此时,光学共振腔,可由垂直于结平面的两个平行晶体解理面构成。

半导体PN结二极管激光器的主要优点是体积小、重量轻、成本低、效率高和使用寿命长。目前效果最好和使用最普遍的是双异质结型砷化镓二极管激光器,可在室温条件下以较高重复脉冲率运转或连续运转,输出激光在0.8微米附近的近红外区,并可按一定方式在有限的光谱范围内进行调谐。

半导体二极管激光器在激光通信、信息存储、处理与显示、激光测距、制导、夜视及激光光谱学研究等领域均有重要应用价值。

同类推荐
  • 两界战争

    两界战争

    这是一片有着边界,人类无法走出去的大陆;这是一片科技发达,武学同样兴盛的大陆;这是一片遍布异族、异兽和特殊人类族群的大陆;这是界之大陆。两界战争爆发之际,得到神石的长命族人张小豆,拥有了不断获得异能的能力。且看他如何率领人类最终战胜异族,又如何揭开界之大陆和自己族群的秘密。这是一部没有种马、不要套路、不撒狗血的作品,希望用我的真诚换取大家的喜欢
  • 地空导弹科技知识(上)

    地空导弹科技知识(上)

    不论什么武器,都是用于攻击的工具,具有威慑和防御的作用,自古具有巨大的神秘性,是广大军事爱好者的最爱。
  • 战上国

    战上国

    重生以后,他想当韦小宝一样的人,但是快要成为韦小宝的时候,他发现这个世界貌似很大。于是他励志想成为这个世界的韦小宝,不巧他成功了。那让我们来讲讲这个家伙的故事吧。
  • 碧血红花

    碧血红花

    东江纵队主力北撤山东后,留下来的复员人员遭到了国民党反动当局的残酷迫害,在广东省临委书记、原东江纵政委林平及蓝天的领导下,叶原率先在坪山建立了敌后武工队,重新拿起枪杆与国民党保安团徐东海部展开斗争。不料,由于叛陡出卖,叶原不小心被保安团徐东海抓获,得到消息后,李远方召集旧部林文雄、罗征等冲破重重阻力,立即从香港赶回坪山,在老战友刘成、李海涛等的配合下,潜入敌人团部,救出了政委叶原,从此展开了与反民党反动派不屈不挠的斗争,他们打响了沙鱼涌战斗、山子吓战斗、红花岭战斗,最后迎接南下归来的两广纵队(原东江纵队),解放惠州,夺取了广东战场的最后胜利。
  • 山猫王森

    山猫王森

    山东青岛市内藏污纳垢的蜘蛛巷区,犹如昔日香港的九龙城寨,龙蛇混杂,乌烟瘴气,黄、赌、毒式式俱备。其中帮派势力割据,明争暗斗,又有四方亡命之徒视之为收容站。凶杀、武斗成为家常便饭。
热门推荐
  • 夏日情殇

    夏日情殇

    一个挣扎在情感当中无法自拔的颓废警察,原常海市刑警队副队长靳雷在爱人离去后自暴自弃,为了照顾刚刚一周岁的女儿,主动申请调离战斗一线到档案室做了一名普通的管理员,三年后中天市原大案组组长李阳意外牺牲,靳雷突然接到上级通知,被硬性指派到中天市刑警队接任大案组组长一职,一件无头凶案牵出了一个巨大的黑幕,扑朔迷离的案情,匪夷所思的真相。靳雷带领着中天市大案组的队员们抽丝剥茧、逐步解开谜团,他们的生活、工作、情感….流血、牺牲….前妻、警花、白领、幼儿老师….谁才是靳雷最后的感情归宿….
  • 医道兵王

    医道兵王

    十年生死两茫茫,归家奇缘情不断。我是医生我拥有着良好的医德与医术,只不过前提是,我承认你这个病人。我是兵王我拥有着强大的体魄和杀人方法,只不过前提是,你是我的敌人。我是在世医神,掌控你的生命健康。也是在世阎王,掌控你的生杀大权。我是夏锋,我为自己代言!
  • 落叶秋风

    落叶秋风

    如果按照上帝的标准来说,我绝对是个好人。虽然在过着暗无天日的日子,每天日复一日,年复一年地工作,似乎我的生活平静得不能再过于平静。直到离开祖国开始,才真正认真的生活,活出自己的选择。
  • 舰娘辽宁号

    舰娘辽宁号

    讲述了一个宅女穿越到舰娘的世界成为舰娘的故事
  • 上古物语

    上古物语

    浩瀚星空,万族林立,有远古的巨人族,有来自地狱的修罗使者,亦有与巨人族同源的人族。星空深处,一个蔚蓝色星球散发的光辉,相传为万族发源之地,故称之为祖星。不知多少年前,祖星爆发玄战.........
  • 汉武帝内传

    汉武帝内传

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 倾世狂医:孤傲小小姐

    倾世狂医:孤傲小小姐

    她,现代的神医,却为了救她而丧命,她,云家的女儿,刚出生却就夭折,她,阴差阳错的成为了她,在十岁的时候却救了一个粘人的男人。他是一块大陆的统治者,被自己的属下暗算,封印了灵力,被锁在了暗无天日的山洞之中,终于有一天,他被她救了出去,从此他对她百依百顺,宠溺至极……
  • 混沌痕

    混沌痕

    一个奇妙的世界,有神秘的魔法师与缥缈的修真者,无敌的东方武者和强大的西方武士。血与泪的传说,凄美绝伦的爱情,东方神龙与西方巨龙共舞,不同的种族各显风采。。。。撞出炫丽的火花又有一颗神秘的混沌珠,引来各方强者的争夺掀起一场又一场的腥风血雨。。。
  • 霜霖

    霜霖

    霜霖,是霜像雨一样落下么……几年之后,那少年人,已不在……是妖又如何,我还是我,你却早已不是你了……
  • 迟一步,还是你

    迟一步,还是你

    绿树成荫的校园小道是他下课后的必经之路,经常能看到迟恩橙在这里等着自己下课,然后跟在他旁边叽叽喳喳,偶尔没看到,那便是她有课。时间久了,他却也记住了她的上课时间。“苏是年,我不想喊你学长,你也就大我一届而已。”“苏是年,明天去图书馆好不好,我不想在教室里看资料,好冷的。”“苏是年,今天上课老师说让我们多去旁听其他专业的课。我去你们班旁听好不好。”“苏是年,我有一门课快结束了,你帮我看看作业好不好,我请你吃饭。”习惯了耳边有她的声音,直到一天,她说“苏是年,她很好,可我也不差,你不该利用我来探索她对你的心思。“这个声音结束后,便是漫长的想念。