固体激光器的特点及应用 固体激光器原理

固体激光器原理(固体激光器的特点及应用)
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第一章 引言激光是人类在上个世纪所创造的最杰出的技术成就之一 。自上世纪60年代,梅曼发明了全球首台激光器以来,激光技术的发展至今已经硕果累累,并且已经在人类社会的各行各业中普遍应用 。
从固体激光器的出现到今天,一直都特别的备受大家的关注 。因为它具有峰值功率高,输出能量大,以及结构紧凑耐用等特点,所以在各个方面都有广大的用途,具有不可估量的价值 。有了这些优异的特点,固体激光器在科学研究、国防军工、工业生产、医疗健康等领域获得了大量的运用,使我们的日常生活越来越美好 。
目前激光器的研究重点方向是使器件的体积愈来愈小、器件的重量愈来愈轻、效率愈来愈高、光束质量愈来愈好、可靠性愈来愈高、寿命愈来愈长、运转愈来愈敏捷的全固态激光器 。全固态激光器的应用扩展到了我们生活的各个领域,它是应用领域中基础的、特别重要的核心器件,已经成为了我们日常活动中不可或缺的帮手 。它的结构、输出功率、转换效率以及光束质量都取得了非常大的进步,具有强大的生命力 。
全固态激光器汇聚了半导体激光器和固体激光器的特点,具有体积小、效率高、光束质量好、可靠性高、寿命长、运转灵便等优点,所以是前途光明的激光研究方向,它通过变频获得宽波段输出、便于模块化和电激励等应用优势,已经在科研、医疗、工业加工、军事等领域获得了广泛的应用,是新一代性能卓越的绿色、节能光源[1] 。
现如今,激光技术在各个领域的广泛应用,已经是企业向信息化转型的不可缺少的推动力量,而且推动了一个完整的高新技术链条的有序成长 。根据国外的相关资料统计,国外的激光产业发展状况呈现出繁荣昌盛的景象,市场需求不断上涨,每年以百分之二十以上的速度上升 。如今,我国的激光市场发展稳定、增长速度飞快 。根据统计报告,我国的激光产品在1999年的市场销售额仅为14.13亿,2005年达到了47.75亿 。所以固体激光器的发展呈现出非常好的趋势,具有非常广阔的市场,有很大的发展空间 。
第二章 激光与激光器【固体激光器的特点及应用 固体激光器原理】2.1激光
2.1.1激光(LASER)
它是指在受激辐射的作用下把光变强的现象,英语称号为Laser 。
2.1.2激光产生的条件
激光产生的条件有三个:
1) 具备能够实现能级跃迁的工作介质,叫做激活介质,它能让上、下两个能级之间处于粒子数反转的状态;
2) 有提供光反馈的光学谐振腔,其作用一是延长工作物质的长度,使工作物
质进行持续的受激辐射,达到给光子加速这个目标;二是能够对于激光的发射方向进行干涉现象;三是对于输出的波长进行控制 。
3)有能够使工作物质从低级向高级转化所需要的能量,从而能够使得激光达到发生的条件 。
2.1.3激光的特性
激光产生的机理与普通光源的发光有区别,所以激光具备不同于普通光的特性:高度的方向性、单色性、相干性和高亮度[2] 。
单色性是指光的强度依照其频率进行排列的方式 。这个指标可以通过频谱分布的宽度进行衡量,频谱越宽,说明其性能越差 。
方向性是指光能够按照要求在某个位置进行分布 。这样我们就可以使光在很远的距离也能够有很高的强度,这是光传播距离的指标,方向性越好,说明其照射的距离越远 。
单色亮度是衡量光源的发光能力的指标,它的物理意义是单位截面、频宽和立体角内,光源的发射功率 。

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