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1、《激光杂志》2003年第24卷第3期LASERJOURNAL(Vol.24.No.3.2003)17YAG激光器输出特性的分析李红艳翟利华任向军邓虎(西北核技术研究所,西安710613)提要:介绍了激光共振电离质谱学实验中的两台YAG激光器的结构原理及其能量转换机制,并结合实际使用情况对影响其输出特性的因素进行了分析,其输出特性包括:激光器的阈值;激光器的输出能量、效率和最佳透过率;激光器输出光束的稳定性、光谱特性、偏振特性和方向性等。激光器调试结果达到了设计指标。关键词:YAG激光器,输出特性,分析Analys
2、isofoutputcharacteristicsofaYAGlaserLiHongyanZhaiLihuaRenXiangjunDengHu(NorthwestInstituteofNuclearTechnology,Xi'an710613)Abstract:Thestructureprincipleandenergy-transformmechanismoftwoYAGlasersinRIMSwereintroduced.Thefactors,whichinfluencelaseroutputcharacte
3、risticssuchasthresholdvalue,power,efficiency,optimaltransmissibility,stability,spectralspecification,polarity,anddirectionality,wereanalyzedbasedonthepracticalutilization.Theresultoflaserdebuggedreacheduptothedesignedqualifications.Keywords:YAGlaser,outputcha
4、racteristics,analysis,输出能量是与输入能量和效率有关的。要避免谐振腔1引言调整不好时的逃逸损耗,减小损耗系数,以降低激光器阈值,YAG激光器具有能量大、峰值功率高、结构较紧凑、牢固提高效率,提高输出能量。最佳透过率是输入和阈值的函耐用等优点,广泛应用于工业、国防、医疗、科研等领域〔1〕。数,在实际工作中是用实验来确定的。YAG棒的破坏会影响输出能量。对于常用的单脉冲或用调QNd:YAG的谐波泵浦的可调谐染料激光器,具有高功率、窄线宽的特点,可用于光谱学、激光医疗与生物工程等科低重复率的脉冲Y
5、AG激光器,YAG棒的破坏主要是激光作〔2〕用引起的。激光引起YAG棒自身破坏的机理是多种多样学实验。激光共振电离质谱学实验室的两台YAG激光器的。如YAG棒内部的杂质在激光作用下,温度骤然达到数是机电部十一所的产品研制项目,YAG激光器进入实验室已千度以上,造成杂质本身体积膨胀,熔化和汽化,因而在杂质近五年。在激光器使用过程中积累了一些经验,如激光模周围产生很大的局部应力,当应力超过破坏极限时,即造成式、输出光束稳定性、输出能量等方面。为提高输出特性,使YAG棒的基本破坏;又如激光自聚焦和其它强光光学效应引激光
6、器处于最佳工作状态,保证实室工作的正常进行,需要起的YAG棒的局部破坏。在实际调试的基础上对YAG激光器进行一系列的理论分泵浦光源对输出能量有着直接的影响。惰性气体放电析。灯是目前应用最为广泛的一种高能泵浦光源,泵灯的形状多2YAG激光器的基本结构及能量转换机制为直管状。脉冲灯发光效率较高的有脉冲氙灯和脉冲氪灯。脉冲灯工作在一个随时间而急剧变化的放电过程中,发光有YAG激光器的基本结构见图1(其中冷却滤光系统未画如闪电,故又称其为闪光灯。泵灯在使用一段时间后,着火出),激光器由工作物质(YAG棒)、泵灯、光学谐振
7、腔和冷却电压升高,不能正常启动,或者光输出减少至初始值的80%滤光系统组成。以下,就认为该灯的寿命终止。脉冲灯正常工作的闪光次数机电部十一所的YAG激光器的基本结构见图2。它的称为脉冲灯的寿命,如国产的50焦耳的脉冲氙灯的平均寿腔型采用的是凹凸谐振腔,这种腔型对谐振腔的调谐精度要〔3〕命为20万次。实验室的YAG激光器已使用了几年,闪光求极严。灯已开始老化,着火电压已明显升高,光输出也降低了。激光器的能量转换过程可用图3的方框图简略表示,其倍频晶体的好坏对激光输出能量、效率有影响。三倍频能量转换环节多,效率低,总
8、体效率约为1%～2%,应充分提晶体极易潮解,应给三倍频晶体加密封保护盒,或者在激光高每个转换环节的转换效率。器不用时把三倍频晶体取下放入干燥皿里。3YAG激光器的输出特性分析3.3激光器输出光束的稳定性、光谱特性、偏振特性和方向性3.1阈值①激光器输出光束的稳定性:激光器的阈值与工作物质的种类、谐振腔的损耗系数、YAG激光器工作一段时间后,输出功率(或能量)会下降。这泵灯
