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1、激光光源总结报告l已有激光光源的归纳总结1.固体激光器固体激光器通常是指以绝缘晶体或玻璃作为工作物质的激光器。基本结构如下图所示。图1固体激光器的基本结构固体激光器大致可分为三大类，其中包括：可调谐固体激光器、高功率固体激光器和二极管泵浦固体激光器。可调谐固体激光器包括：（1）终端声子激光器，其特点是以过度金属离子作为激活中心，激光跃迁的终态是与晶格相联系的电子振动能级。伴随电子跃迁发生一个或多个晶格声子的发射。终端声子激光晶体有掺钛蓝宝石（Ti3+:Al2O3），掺钴氟化镁（Co2+:MgF2）等；（2）色心激光器，以晶体中存在的点缺陷—色心作为发光
2、中心的可调谐固体激光器，如Li:F2-和NaClF2+激光器等；（3）5d-4f跃迁激光器，掺在合适基质中的稀土离子Ce3+，Er3+和Sm2+的5d-4f跃迁有可调谐特性，例如Ce3+:LiYF4,Ce3+:LaF3和Sm2+:CaF2等。高功率固体激光器是指：（1）输出功率在数百瓦以上的连续或重复频率脉冲工作的固体激光器，典型例为用于工业材料加工的Nd:YAG固体激光加工机，高功率板条固体激光器等；（2）作为惯性约束聚变和相关物理实验用的高能量、高峰值功率、短脉冲固体激光驱动器；（3）太瓦（TW，1012W）和拍瓦（PW，1015W）级超短脉冲高亮
3、度源。二极管泵浦固体激光器又包括：（1）单频和可调谐二极管泵浦固体激光器，利用短腔选纵模，腔内法卜利-珀洛（F-P）标准具和扭转模腔等方法都可在增益线宽中心频率附近选纵模，实现单频工作；（2）二极管泵浦调Q、倍频和锁模固体激光器；（3）中小功率二极管泵浦固体激光器；（4）高功率二极管泵浦固体激光器。2.气体激光器气体激光器所采用的工作物质是气体，并且根据气体中真正产生受激发射作用之工作粒子性质的不同，而进一步区分为原子气体激光器、离子气体激光器、分子气体激光器、准分子气体激光器等，常见的有二氧化碳激光器、He-Ne激光器、氮气分子激光器等。在研究领域里
4、：2011年，俄罗斯科学家RAZHEVA.M.和CHURKIND.S研究了一种新的放电方法:脉冲圆筒型电感放电。该放电方法基于不同原子和分子的粒子数反转机理，研制了用于气体中的脉冲诱导圆筒放电(脉冲感应耦合等离子体)激励系统,并对其进行了实验研究。首次实现了基于原子和分子不同激发模式的4种脉冲诱导激光器,其激励特性是光束发散角小,不同脉冲间的非稳定性在1%以内。首先研制出了基于F原子电子激发模式的红光激光器,这一激光器使用脉冲感应圆筒放电;通过在2.66～46.55kPa气压下激励He-F2(NF3,SF6)混合气获得了在624～755nm波段的8种波
5、长的输出;FI激光器的脉冲能量为2.6mJ,脉冲持续时间为80ns,光束发散角为0.4mrad。同时研制出了基于基态CO2分子传能的10.6μm远红外激光器,该感应激光器在脉冲持续时间(FWHM)为160s时,获得的最大能量为152mJ。另外,研制出了近远红外区的基于氢气分子中电子传能的脉冲感应放电氢气激光器,激射谱线为0.835,0.89,1.116和1.122μm,脉冲持续时间为20ns时获得的脉冲峰值功率为11kW。最后成功研制了波长为337.1nm和357.7nm的基于束缚电子激发过程C3Πu→B3Πg的脉冲感应紫外氮气激光器,在低压为133P
6、a的感应氮气激光器中获得的最大能量输出为4.5mJ,峰值功率为300kW,脉冲持续时间为(15±1)ns,测得的感应氮气激光器的光束发散角为0.3mrad。图2能级跃迁图而现今已投入生产使用的产品举例：美国THORLABS稳定的氦氖激光器HRS015SpecificationsWavelength输出波长632.991nm(Vac)StabilizedPower稳定输出功率>1.2mWPolarization偏振Linear>1000:1ModeStructure模式结构TEM00>99%BeamDiameter光束直径0.7mmBeamDiverge
7、nce光束发散角1.25mradBeamDrift光束漂移 <0.2mradLong-TermBeamDrift<0.05mrad PowerInput输入电压ACUniversal(120/240VAC)StabilizationSpecificationsOutputFrequencyStability输出频率稳定性1Minute1Hour8Hours±1MHz±2MHz±2MHzOutputIntensityStability输出强度稳定性1Minute1Hour8Hours±0.1%±0.2%±0.3%TimetoLock锁定时间30-40Mi
8、nutesTemperatureRangetoMaintainLock15-30°C表1HRS
