激光器的组成,调Q讲解_第1页
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文档简介

1、激光器一般由三个部分组成， 固体激光器也不例外：（ 1）.工作物质 这是激光器的核心，只有能 实现能级跃迁的物质才能作为激光器的工 作物质。目前，激光工作物质已有数千种， 激光波长已由 X 光远至红外光。 例如氦氖激 光器中，通过氦原子的协助，使氖原子的两 个能级实现粒子数反转；（ 2）.激励能源（光泵） 它的作用是给工作 物质以能量， 即将原子由低能级激发到高能 级的外界能量。 通过强光照射工作物质而实 现粒子数反转的方法称为光泵法。 例如红宝 石激光器， 是利用大功率的闪光灯照射红宝石（工作物质）而实现粒子数反转，造成了 产生激光的条件。通常可以有光能源、热能 源、电能源、化学能源等。（

2、3）.光学共振腔 这是激光器的重要部件， 其作用一是使工作物质的受激辐射连续进 行；二是不断给光子加速；三是限制激光输 出的方向。 最简单的光学共振腔是由放置在 氦氖激光器两端的两个相互平行的反射镜 组成。当一些氖原子在实现了粒子数反转的 两能级间发生跃迁， 辐射出平行于激光器方 向的光子时， 这些光子将在两反射镜之间来 回反射，于是就不断地引起受激辐射，很快 地就产生出相当强的激光。 这两个互相平行 的反射镜，一个反射率接近 100%，即完全 反射。另一个反射率约为 98%，激光就是从 后一个反射镜射出的。 激光器主要由三部分 组成：工作物质、激励能源、谐振腔（共振 腔）。如图：红宝石激光器

3、的基本结构。固体激光器一般采用光激励源。 工作物 质多为掺有杂质元素的晶体或玻璃。 最常见 的固体激光器有红宝石激光器、 钕玻璃激光 器、掺钕钇铝石榴石激光器等，固体激光器 输出能量高，小而坚固，在激光加工、激光 武器等方面有重要应用。激光调 Q 的基本原理调 Q 技术就是通过某种方法使腔的 Q 值随 时间按一定程序变化的技术。 在泵浦开始时 使腔处在低 Q 值状态， 即提高振荡阈值， 使 振荡不能生成， 上能级的反转粒子数就可以 大量积累，当积累到最大值（饱和值）时， 突然使腔的损耗减小， Q 值突增，激光振荡 迅速建立起来， 在极短的时间内上能级的反 转粒子数被消耗，转变为腔内的光能量，在

4、 腔的输出端以单一脉冲形式将能量释放出 来，于是就获得峰值功率很高的巨脉冲激光 输出。下面简述电光晶体调 Q 的工作原理。 YAG 晶体在氙灯的光泵下发射自然光， 通过偏振 棱镜后，变成沿 x 方向的线偏振光，若调制 晶体上未加电压，光沿光轴通过晶体，其偏 振状态不发生变化，经全反射镜反射后，再 次（无变化的）通过调制晶体和偏振棱镜， 电光 Q 开关处于“打开”状态。 如果在调制 晶体上施加电压，由于纵向电光效应，当沿 x 方向的线偏振光通过晶体后，经全反镜反 射回来，再次经过调制晶体，偏振面相对于 入射光偏转了 900，偏振光不能再通过偏振 棱镜， Q 开关处于“关闭”状态。如果再氙 灯敢开始点燃时，事先再调制晶体上加电 压，使谐振腔处于“关闭”的低 Q 状态，阻 断激光振荡形成。 待激光上

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