高等激光技术4.pptVIP

四、激光光束的基本特性 1、空间特性 2、频率特性 3、时间特性 4、强度特性 5、体现在方向性、单色性、相干性（高阶相干性） 按工作物质分类 固体激光器 红宝石激光器 世界上第一台激光器 1960梅曼 Nd:YAG激光器 应用最广泛的激光器 掺钛蓝宝石激光器（Ti:sapphire）宽调谐和飞秒 钕玻璃、Ho:YAG、Er:YAG、Yb:YAG等 气体激光器 He-Ne激光器 线宽窄、相干长度长 CO2激光器 功率可达105W级 Ar+激光器 很多分立谱线 准分子激光器 紫外波段应用场合多 液体激光器 灯泵染料激光器 可调谐、能量较大，已逐步退出 光泵染料激光器 可调谐、线宽可控制在很窄范围 半导体激光器 直接应用 指向、工业加工、医疗、娱乐等 固体激光、光纤激光泵浦源 808nm、930nm等 光纤激光器,自由电子激光器,化学激光器等 固体激光器 气体激光器 染料激光器 半导体激光器 2009年5月29日 美国LLNL宣布 世界上能量最高的NIF激光系统落成 NIF由美国能源部NNSA投资35亿美元，NIF输出2百万焦耳能量，将在2010年演示聚变点火实验. 50m×90m,高26m,体积35万m3; 1000科学家、工程师、实验人员工作×15年；2300供应商； E1ω≥19kJ(单束) E3 ω≥10kJ(单束) 坐落在LLNL的NIF装置外景 美国国家点火装置（NIF） 第二章 工作物质的增益特性 第一节 工作物质的光谱线型 第二节 工作物质的增益特性 第三节 增益系数与受激辐射截面的关系 第一节 工作物质的光谱线型 一、工作物质自发辐射光谱线加宽 及加宽谱线线型函数 二、自然加宽(或寿命加宽) 三、碰撞(或压力)加宽 四、多普勒加宽 五、实际加宽和综合加宽 一、工作物质自发辐射光谱线加宽 及加宽谱线线型函数 板书+公式推导+说明 二、自然加宽(或寿命加宽) 三、碰撞(或压力)加宽 洛仑兹(Lorentz)线型 板书+公式推导+说明 四、多普勒加宽 高斯(Gauss)线型 五、实际加宽和综合加宽 板书+公式推导+说明 第二节 工作物质的增益特性 一、增益系数 二、小信号增益特性 三、大信号增益特性—增益饱和特性 板书+公式推导+说明 一、增益系数（表达式） 以四能级系统工作物质为例推导、说明 二、小信号增益特性 三、大信号增益特性—增益饱和特性 第三节 增益系数与受激辐射截面的关系 板书+公式推导+说明 * 按工作状态分类 连续激光器（CW连续波运转） 气体、固体（含全固化）、染料、半导体、光纤等都可连续工作 脉冲激光器 以固体、染料、OPG（OPO/OPA）等为主 准连续激光器（DCW） 准分子、气体、固体（含全固化）、半导体、光纤、OPG等都可实现准连续工作 比连续激光器高的峰值功率 按工作原理分类 静态（自由振荡）激光 ：约几十至 几百μs量级脉宽 长脉冲(亦为自由振荡)激光 ≥ms量级脉宽 调Q激光 ： ns级～数百ns级脉宽 锁模激光 ： 百ps级～数十ps级～fs级 非线性激光器件 谐波、OPG、拉曼器件等波长扩展 按激励方式分类 闪光灯泵浦 脉冲氙灯、连续氪灯 电激励 气体放电,气体激光（He-Ne、CO2、Ar?离子、准分子XeCl,KrF等） 激光泵浦 染料激光,钛宝石激光等 半导体激光泵浦 光纤激光器，全固化Nd:YAG激光器等 化学反应激励 氧碘(IO)激光1.315μm,氟氘激光DF3.8 μm 高压气体 气动CO2 激光器 坐落在LLNL的NIF装置外景 *