典型激光器的比较精品.pptVIP

* 半导体激光器的主要特性 发射波长 GaAlAs/GaAs材料适用于0.85 μm波段， InGaAsP/InP材料适用于1.3~1.55 μm波段。 直流驱动时四种不同电流下的输出光谱 GaAlAs DH激光器的光谱特性 * GaAlAs DH条形激光器的光场 (b) 光强的角分布 (a) 辐射光束 * 分布反馈激光器(Distributed Feed Back, DFB) 优点： ① 单纵模 ② 谱线窄， 波长稳定性好 ③ 动态谱线好 ④ 线性好 * 通常把光源做成组件，同时利用热敏电阻和冷却元件进行温度监测和自动温度控制(ATC)。 实际应用中的光源模块 * 6、光纤激光器 光纤激光器的特点： 效率高，阈值低，窄线宽、可调谐、紧凑小巧和高性能的价格比。 光纤激光器的类型 （1）稀土类掺杂光纤激光器 （2）光纤非线性效应激光器 （3）单晶光纤激光器 （4）塑科光纤激光器 （5）光纤孤子激光器 掺镱双包层光纤激光器: 吸收峰：975nm，915nm。 发射谱段：975～l200nm * 增益介质-工作物质： 增益介质： 掺杂稀土离子光纤 稀土元素： 钕Nd、 铒Er、 镱Yb 、 铥Tm、 钬Ho、 钐Sm、 钍Tu * 掺稀土光纤的光谱特性 掺钕光纤： 使用800nm、900nm、 530nm波长的泵浦光源，将在900nm、1060nm 、 1350nm波长处得到激光。 掺铒光纤： 使用800nm、900nm、 1480nm、530nm波长的泵浦光源，将在900nm、1060nm、 1536nm波长处得到激光。掺铒光纤存在最佳光纤长度。 * 谐振腔结构 1. Fabry-Perot腔 光纤光栅F-P腔 光纤环形镜Fabry-Perot腔 环形镜 环形镜 泵光 掺杂光纤 激光 剩余泵光 * 2. 环形腔 光纤光栅滤波器型环形腔掺铒光纤激光器结构图 并列光栅型环形腔掺铒光纤激光器结构图 * 双包层光纤激光器 双包层光纤结构示意图 纤芯：由掺稀土元素的SiO2构成，它作为激光振荡的通道，对相应波长为单模； 内包层：内包层由横向尺寸和数值孔径比纤芯大的多、折射率比纤芯小的纯SiO2构成，它是泵光通道，对泵光波长是多模的； 外包层：外包层由折射率比内包层小的软塑材料构成； 保护层：最外层由硬塑材料包围，构成光纤的保护层。 * 双包层光纤结构：提高泵浦光的吸收效率 * 双包层光纤激光器结构 * Feasibility test of high power scaling * 结 束 * C、固体激光器的光泵浦系统 1、惰性气体灯 结构 管壁 电极 接头 气体 脉冲灯的发射光谱 2、激光二极管 光谱特性 1、端面泵浦 2、侧面泵浦 3、基于内反射的泵浦构型 A、泵浦方式 3、泵浦耦合技术 B、耦合光学系统 聚光腔 3、泵浦耦合技术 聚光腔材料选择 金属：铝——轻型系统 铜——热膨胀系数小，导热率高 不锈钢——不生锈，光洁度高，热导率低 玻璃：易碎，导热性差，不生锈，耐腐蚀 陶瓷：易碎，导热性差，不生锈，耐腐蚀 金属材料的反射率 B、耦合光学系统 3、泵浦耦合技术 C、LD泵浦全固态激光器（DPSSL）的的技术发展 平均功率：110W 重复频率：1~30kHz; 脉宽：230ns 不稳定性: 1.03% D、典型非线性变换全固态激光器 * E、基于全固态激光器的激光电视 * 2、气体激光器 CO2激光器 He-Ne激光器 Ar离子激光器 准分子激光器 * CO2激光器 1 atm 一定压力的CO2, N2, He混合的气体分子激光器 波长 9-11um，最常见10.6um 效率高，功率范围大（几瓦~几万瓦） 光束质量好 运行方式多样，结构多样 CO2激光器中，加入其中的氦有利于激光下能级抽空。氮气加入主要在CO2激光器中起能量传递作用，为CO2激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。 * CO2激光器结构图 1、激光管，包括：放电管、水冷套管和储气管； 2、光学谐振腔，常用平凹腔，反射镜镀金膜，反射率达98.8％且化学性质稳定。反射镜需要应用透红外光的材料. 3、电源及泵浦：封闭式CO2激光器的放电电流较小，采用冷电极，阴极用钼片或镍片做成圆筒状。30~40mA的工作电流，阴极圆筒的面积500cm2，不致镜片污染。 * ②激励 或 或 ③受激辐射 ④下能级排空(碰撞排空) 工作过程 ①放电，气体电离产生电子 * 激光器类型 封离型纵向激励CO2激光器 高功率轴快流CO2激光器 高功率横流CO2激光器 横向激励高气压CO2