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本文目錄一覽

1，什么是固體激光器
2，固體激光器的介紹
3，固體激光器所采用的固體工作物質(zhì)有何特點(diǎn)
4，固體激光放大器的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
5，固體激光器原理是怎樣的
6，固體激光器由哪些部分組成

1，什么是固體激光器

用固體激光材料作為工作物質(zhì)的激光器（見激光）。1960年，T.H.梅曼發(fā)明的紅寶石激光器就是固體激光器，也是世界上第一臺(tái)激光器。固體激光器一般由激光工作物質(zhì)、激勵(lì)源、聚光腔、諧振腔反射鏡和電源等部分構(gòu)成。

用固體激光材料作為工作物質(zhì)的激光器

什么是固體激光器

2，固體激光器的介紹

用固體激光材料作為工作物質(zhì)的激光器。工作介質(zhì)是在作為基質(zhì)材料的晶體或玻璃中均勻摻入少量激活離子。例如：在釔鋁石榴石（YAG）晶體中摻入三價(jià)釹離子的激光器可發(fā)射波長(zhǎng)為1050納米的近紅外激光。1固體激光器具有體積小、使用方便、輸出功率大的特點(diǎn)。固體激光器一般連續(xù)功率在100瓦以上，脈沖峰值功率可高達(dá)109 W。但由于工作介質(zhì)的制備較復(fù)雜，所以價(jià)格較貴。

這得看你了解固體激光器的哪方面。你想知道什么我可以跟你有針對(duì)性的詳談。現(xiàn)在給你用通俗的話介紹一下。首先，它之所以叫固體激光器，是因?yàn)樵谶@個(gè)激光器上，發(fā)射出激光的物質(zhì)是固體物質(zhì)。（如果是氣體，那就叫氣體激光器，如果是液體。。。）固體激光器一般分為三個(gè)部分，泵浦，工作介質(zhì)（上述固體物質(zhì)），諧振腔。其中工作介質(zhì)置于諧振腔內(nèi)。泵浦給激光器提供能量（可以是光，或者電），工作介質(zhì)吸收泵浦提供的能量，發(fā)射好幾種光，諧振腔把我們希望得到的那個(gè)光選擇出來，并讓它在腔內(nèi)來回震蕩，使得它能不斷經(jīng)過工作物質(zhì)而得以放大。最終我們把所需要的光通過諧振腔上的輸出耦合輸出，得到單色性好，準(zhǔn)直性高的光——也即激光。激光在通信、機(jī)械加工、臨床手術(shù)等方面功勞巨大。固體激光器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小型，在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中有著不可替代的作用。

固體激光器的介紹

3，固體激光器所采用的固體工作物質(zhì)有何特點(diǎn)

固體激光器一般由三個(gè)部分組成：（1）.工作物質(zhì) 這是激光器的核心,只有能實(shí)現(xiàn)能級(jí)躍遷的物質(zhì)才能作為激光器的工作物質(zhì).目前,激光工作物質(zhì)已有數(shù)千種,激光波長(zhǎng)已由X光遠(yuǎn)至紅外光.例如氦氖激光器中,通過氦原子的協(xié)助,使氖原子的兩個(gè)能級(jí)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)；（2）.激勵(lì)能源（光泵）它的作用是給工作物質(zhì)以能量,即將原子由低能級(jí)激發(fā)到高能級(jí)的外界能量.通過強(qiáng)光照射工作物質(zhì)而實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的方法稱為光泵法.例如紅寶石激光器,是利用大功率的閃光燈照射紅寶石（工作物質(zhì)）而實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn),造成了產(chǎn)生激光的條件.通常可以有光能源、熱能源、電能源、化學(xué)能源等. （3）.光學(xué)共振腔這是激光器的重要部件,其作用一是使工作物質(zhì)的受激輻射連續(xù)進(jìn)行；二是不斷給光子加速；三是限制激光輸出的方向.最簡(jiǎn)單的光學(xué)共振腔是由放置在氦氖激光器兩端的兩個(gè)相互平行的反射鏡組成.當(dāng)一些氖原子在實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的兩能級(jí)間發(fā)生躍遷,輻射出平行于激光器方向的光子時(shí),這些光子將在兩反射鏡之間來回反射,于是就不斷地引起受激輻射,很快地就產(chǎn)生出相當(dāng)強(qiáng)的激光.這兩個(gè)互相平行的反射鏡,一個(gè)反射率接近100%,即完全反射.另一個(gè)反射率約為98%,激光就是從后一個(gè)反射鏡射出的.激光器主要由三部分組成：工作物質(zhì)、激勵(lì)能源、諧振腔（共振腔）.如圖：紅寶石激光器的基本結(jié)構(gòu). ——固體激光器一般采用光激勵(lì)源.工作物質(zhì)多為摻有雜質(zhì)元素的晶體或玻璃.最常見的固體激光器有紅寶石激光器、釹玻璃激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器等,固體激光器輸出能量高,小而堅(jiān)固,在激光加工、激光武器等方面有重要應(yīng)用.

固體激光器所采用的固體工作物質(zhì)有何特點(diǎn)

4，固體激光放大器的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

laser 能發(fā)射激光的裝置。1954年制成了第一臺(tái)微波量子放大器，獲得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.湯斯把微波量子放大器原理推廣應(yīng)用到光頻范圍，并指出了產(chǎn)生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人制成了第一臺(tái)紅寶石激光器。1961年A.賈文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人創(chuàng)制了砷化鎵半導(dǎo)體激光器。以后，激光器的種類就越來越多。按工作介質(zhì)分，激光器可分為氣體激光器、固體激光器、半導(dǎo)體激光器和染料激光器4大類。近來還發(fā)展了自由電子激光器，其工作介質(zhì)是在周期性磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的高速電子束，激光波長(zhǎng)可覆蓋從微波到X射線的廣闊波段。按工作方式分，有連續(xù)式、脈沖式、調(diào)Q和超短脈沖式等幾類。大功率激光器通常都是脈沖式輸出。各種不同種類的激光器所發(fā)射的激光波長(zhǎng)已達(dá)數(shù)千種，最長(zhǎng)的波長(zhǎng)為微波波段的0.7毫米，最短波長(zhǎng)為遠(yuǎn)紫外區(qū)的210埃，X射線波段的激光器也正在研究中。除自由電子激光器外，各種激光器的基本工作原理均相同，產(chǎn)生激光的必不可少的條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和增益大過損耗，所以裝置中必不可少的組成部分有激勵(lì)（或抽運(yùn)）源、具有亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的工作介質(zhì)兩個(gè)部分。激勵(lì)是工作介質(zhì)吸收外來能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài)，為實(shí)現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。激勵(lì)方式有光學(xué)激勵(lì)、電激勵(lì)、化學(xué)激勵(lì)和核能激勵(lì)等。工作介質(zhì)具有亞穩(wěn)能級(jí)是使受激輻射占主導(dǎo)地位，從而實(shí)現(xiàn)光放大。激光器中常見的組成部分還有諧振腔，但諧振腔（見光學(xué)諧振腔）并非必不可少的組成部分，諧振腔可使腔內(nèi)的光子有一致的頻率、相位和運(yùn)行方向，從而使激光具有良好的方向性和相干性。而且，它可以很好地縮短工作物質(zhì)的長(zhǎng)度，還能通過改變諧振腔長(zhǎng)度來調(diào)節(jié)所產(chǎn)生激光的模式（即選模），所以一般激光器都具有諧振腔。

5，固體激光器原理是怎樣的

一個(gè)原子吸收能量之后，從低能態(tài)到高能態(tài)的過程稱為激發(fā)過程。反之，處于激發(fā)狀態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，總是自發(fā)地回到低能態(tài)，同時(shí)有光子發(fā)出。這一過程叫“自發(fā)輻射”。如果原子吸收外界光能而躍遷到高能級(jí)，而受外界光感應(yīng)產(chǎn)生輻射又回到低能態(tài)，這一過程叫“受激發(fā)射”。但是，只有采用一種辦法使物質(zhì)中大量粒子同時(shí)處于激發(fā)態(tài)，并通過外界光感應(yīng)，使所有處于激發(fā)態(tài)的粒子幾乎同步完成受激輻射回到低能態(tài)，這時(shí)物質(zhì)才能發(fā)出一柬強(qiáng)大的光束來，稱為“激光”。打個(gè)比方，激光的產(chǎn)生過程好比用水泵將水抽到水塔頂部，然后突然打開閘門，這時(shí)水就會(huì)以強(qiáng)大的力量噴射而出。當(dāng)然，激光的產(chǎn)生過程要遠(yuǎn)比上面的例子復(fù)雜得多。在固體激光器中，能產(chǎn)生激光的晶體或玻璃被稱為激光工作物質(zhì)。激光工作物質(zhì)由基質(zhì)和激活離子兩部分組成，基質(zhì)材料為激活離子提供了一個(gè)合適的存在與工作環(huán)境，而由激活離子完成激光產(chǎn)生過程。常用的激活離子主要是過渡金屬離子，如鉻、鉆、鎳等離子以及稀土金屬離子，如釹離子等。固體激光器主要由閃光燈、激光工作物質(zhì)（如紅寶石激光晶體）和反射腔鏡片組成，反射鏡表面鍍有介質(zhì)膜，一片為全反射鏡，另一片為部分反射鏡。摻鉻紅寶石是一種最早發(fā)現(xiàn)和使用的激光工作物質(zhì)?，F(xiàn)在已研制成功了數(shù)十種可供應(yīng)用的激光晶體。當(dāng)采用不同的激活離子、不同的基質(zhì)材料和不同波長(zhǎng)的光激勵(lì)，會(huì)發(fā)射出各種不同波長(zhǎng)的激光。早期的固體激光器都是用閃光燈或其他激光器，來完成激光工作物質(zhì)內(nèi)原子的受激輻射過程的，這基本上是由一種形式的光能轉(zhuǎn)化為激光能量的過程。如何把電能直接轉(zhuǎn)化為激光的能量，一直是人們夢(mèng)寐以求的事情。近年來，科學(xué)家成功地研制出了半導(dǎo)體激光器，一旦接通電源，便會(huì)發(fā)出激光。選用不同的半導(dǎo)體材料和不同制造工藝可以制造出功率不同、發(fā)射不同波長(zhǎng)激光的激光器。半導(dǎo)體激光器的出現(xiàn)，大大減少了激光器的體積，米粒大的一個(gè)半導(dǎo)體芯片，接上電源，便會(huì)發(fā)射出神奇的激光。目前，半導(dǎo)體激光器已在許多方面得到了廣泛的應(yīng)用。上面分析源自O(shè)Fweek激光網(wǎng)，希望能幫到您。

固體激光器可作大能量和高功率相干光源。紅寶石脈沖激光器的輸出能量可達(dá)千焦耳級(jí)。經(jīng)調(diào)Q和多級(jí)放大的釹玻璃激光系統(tǒng)的最高脈沖功率達(dá)10瓦。釔鋁石榴石連續(xù)激光器的輸出功率達(dá)百瓦級(jí)，多級(jí)串接可達(dá)千瓦。

6，固體激光器由哪些部分組成

激光器一般由三個(gè)部分組成，固體激光器也不例外：（1）.工作物質(zhì) 這是激光器的核心，只有能實(shí)現(xiàn)能級(jí)躍遷的物質(zhì)才能作為激光器的工作物質(zhì)。目前，激光工作物質(zhì)已有數(shù)千種，激光波長(zhǎng)已由X光遠(yuǎn)至紅外光。例如氦氖激光器中，通過氦原子的協(xié)助，使氖原子的兩個(gè)能級(jí)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)；（2）.激勵(lì)能源（光泵）它的作用是給工作物質(zhì)以能量，即將原子由低能級(jí)激發(fā)到高能級(jí)的外界能量。通過強(qiáng)光照射工作物質(zhì)而實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的方法稱為光泵法。例如紅寶石激光器，是利用大功率的閃光燈照射紅寶石（工作物質(zhì)）而實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，造成了產(chǎn)生激光的條件。通?？梢杂泄饽茉?、熱能源、電能源、化學(xué)能源等。（3）.光學(xué)共振腔這是激光器的重要部件，其作用一是使工作物質(zhì)的受激輻射連續(xù)進(jìn)行；二是不斷給光子加速；三是限制激光輸出的方向。最簡(jiǎn)單的光學(xué)共振腔是由放置在氦氖激光器兩端的兩個(gè)相互平行的反射鏡組成。當(dāng)一些氖原子在實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的兩能級(jí)間發(fā)生躍遷，輻射出平行于激光器方向的光子時(shí)，這些光子將在兩反射鏡之間來回反射，于是就不斷地引起受激輻射，很快地就產(chǎn)生出相當(dāng)強(qiáng)的激光。這兩個(gè)互相平行的反射鏡，一個(gè)反射率接近100%，即完全反射。另一個(gè)反射率約為98%，激光就是從后一個(gè)反射鏡射出的。激光器主要由三部分組成：工作物質(zhì)、激勵(lì)能源、諧振腔（共振腔）。如圖：紅寶石激光器的基本結(jié)構(gòu)?！腆w激光器一般采用光激勵(lì)源。工作物質(zhì)多為摻有雜質(zhì)元素的晶體或玻璃。最常見的固體激光器有紅寶石激光器、釹玻璃激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器等，固體激光器輸出能量高，小而堅(jiān)固，在激光加工、激光武器等方面有重要應(yīng)用。激光調(diào)Q 的基本原理調(diào)Q技術(shù)就是通過某種方法使腔的Q值隨時(shí)間按一定程序變化的技術(shù)。在泵浦開始時(shí)使腔處在低Q值狀態(tài)，即提高振蕩閾值，使振蕩不能生成，上能級(jí)的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)就可以大量積累，當(dāng)積累到最大值（飽和值）時(shí)，突然使腔的損耗減小，Q值突增，激光振蕩迅速建立起來，在極短的時(shí)間內(nèi)上能級(jí)的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)被消耗，轉(zhuǎn)變?yōu)榍粌?nèi)的光能量，在腔的輸出端以單一脈沖形式將能量釋放出來，于是就獲得峰值功率很高的巨脈沖激光輸出。下面簡(jiǎn)述電光晶體調(diào)Q的工作原理。YAG晶體在氙燈的光泵下發(fā)射自然光，通過偏振棱鏡后，變成沿x方向的線偏振光，若調(diào)制晶體上未加電壓，光沿光軸通過晶體，其偏振狀態(tài)不發(fā)生變化，經(jīng)全反射鏡反射后，再次（無變化的）通過調(diào)制晶體和偏振棱鏡，電光Q開關(guān)處于“打開”狀態(tài)。如果在調(diào)制晶體上施加電壓，由于縱向電光效應(yīng)，當(dāng)沿x方向的線偏振光通過晶體后，經(jīng)全反鏡反射回來，再次經(jīng)過調(diào)制晶體，偏振面相對(duì)于入射光偏轉(zhuǎn)了900，偏振光不能再通過偏振棱鏡，Q開關(guān)處于“關(guān)閉”狀態(tài)。如果再氙燈敢開始點(diǎn)燃時(shí)，事先再調(diào)制晶體上加電壓，使諧振腔處于“關(guān)閉”的低Q狀態(tài)，阻斷激光振蕩形成。待激光上能級(jí)反轉(zhuǎn)的粒子數(shù)積累到最大值時(shí)，突然撤去晶體上的電壓，使激光器瞬間處于高Q值狀態(tài)，產(chǎn)生血崩式的激光振蕩，就可輸出一個(gè)巨脈沖。http://33tt.com/article/2004-12/414.htmhttp://www.djgx.net/access/Article_Print.asp?ArticleID=684