激光器件与技术

1、激光器件与技术第一章（部分）小考1、激光英文是 laser 是 light amplification by stimulated emission of radiation2、普通光源是自发辐射的非相干光，激光是受激辐射的相干光3、激光具有高方向性，高单色性，高亮度性4、国际上1960年梅曼研制出第一台激光器，是红宝石激光器5、气体碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞，弹性碰撞使粒子速度和方 向改变，没改变内能，非弹性碰撞改变内能用于粒子的激发和电离6、当电子与原子发生弹性碰撞，电子只有一小部分能量交给原子，当电子与原子发生非弹性碰撞，电子几乎将全部动能交给原子用于激 发和电离7、电离几率定义为电子

2、使原子电离的次数和电子与原子总碰撞次数 之比8、e +He e+H#（ 21s 0）属于第一类非弹性碰撞，电子使基态原 子激发9、e + Hg，一 e+Hg +e是电子与激发原子碰撞产生逐次电离10、He，+Ne_He+Ne，-AE”属于第二类非弹性碰撞中的共振转移激 发11、He，+cdfHe+（ cd +）+e属于第二类非弹性碰撞中的潘宁效应12、 Ne + +ArNe + Ar + + AE属于第二类非弹性碰撞中的非对称转荷 过程13、消电离可分为体积复合、管壁复合、电极复合14、带电粒子在气体中的运动形式为热运动、扩散运动、迁移运动15、自持放电的条件r（ed-1）= 1激光器件第二部

3、分小考1、按工作物质的不同，把气体激光器划分为原子气体激光器、离子 气体激光器、分子气体激光器三种类型2、原子气体激光器是用氦、氖、氩、氟、氙等惰性气体作为工作物 质的器件。其波长范围从216.3pm到410.0质。3、He-Ne激光器主要有632.8nm的红光，1.15um和3.39um的红外 光，它具有很好的单色性、方向性和稳定性4、He-Ne激光器有放电管、谐振腔和激励电源三大部分组成。激光 器的放电管和谐振腔结构可分为三种形式内腔式、外腔式、半内腔式5、在外腔和半内腔激光器中，放电管的两端或一端用布儒斯特窗口 封装，窗口平面法线与放电管的轴线构成布儒斯特角。6、He-Ne激光器的外界激

4、励能源采用电激励的方法7、He-Ne激光器中充以氦气和氖气的混合气体，氖气是工作气体， 氦气是辅助气体，不产生激光，但是起到促进氖原子实现粒子数反转 的作用，激光谱线632.8呻、1.15呻 和3.39呻 等许多谱线。8、提高激光器的输出效率和使用寿命是研制激光器的重要任务9、这些谱线有的是相同的上能级，有的是相同下能级，那么具有相 同上能级（或者相同下能级）的谱线之间，当产生辐射跃迁时，对公 有能级的粒子数发生影响，存在着相互作用，这就是谱线竞争效应。10、把激光器的有效作用时间的总和称为它的工作寿命，把搁置时间 称为搁置寿命11、二氧化碳激光器是分子气体激光器的典型代表，效率高，传输功 率

5、大，发出的10.6 Mn激光谱线位于大气“窗口”.12、co2分有三种振动方式，分别为对称振动，弯曲振动和反对称振 动13、原子或分子因某种原因失去电子或获得电子的过程称为 电离过 程，若原子失去电子就称为正离子，若原子从外界获得电子就称为负 离子。14、利用原子或分子的离子能级之间激光跃迁工作的气体激光器称 为离子气体激光器。15、离子气体激光器分三类：.惰性气体离子激光器（氩离子激光 器，氪离子激光器）.金属蒸汽离子激光器（He-Cd离子激光器， He-Se离子激光器等）.分子气体离子激光器（氩离子激光器,二氧 化碳分子离子激光器）16、氩离子气体激光器输出的激光波长范围从真空紫外一直延伸

6、到 近红夕卜，其中最强，能连续输出的是488.0nm和514.5nm。17、固体激光器以掺杂的离子型绝缘晶体和玻璃作为工作物质18、固体激光器主要有工作物质、泵浦光源、光学谐振腔三部分组成。 泵浦光源由光泵、聚光腔和激励电源构成19、泵浦光源由光泵，聚光腔和激励电源构成，常用光泵有脉冲氙灯， 连续氙灯。聚光腔的作用是将光泵辐射的能量高效率聚焦到工作物质上，使其实现粒子数反转。激励电源是点燃氙灯产生光辐射。20、光学谐振腔具有选模和光学正反馈的作用。谐振腔又分为平面 腔，共焦腔，球面腔等多种形式。21、固体激光器的工作物质要求具有宽的吸收带和大的吸收系数、高 的荧光量子效率、亚稳态寿命长、掺杂浓

7、度高、荧光普线宽度小、热 导率高的特性22、脉冲运转的固体激光器通常采用脉冲氙灯作为光泵，连续运转的 固体激光器通常采用氟灯作为光泵23、固体激光器分为三能级系统和四能级系统，其中三能级系统的阈 值高24、气体激光器是通过气体放电将电能直接转变为光能，而固体激光 器是先将电能转变为光泵的光能，然后由光泵的光能泵浦给激光棒产 生激光的光能。25、光抽运系统包括光泵、聚光器和放电回路。26、脉冲运转的激光器通常采用脉冲氙灯，而连续工作的激光器采用 氪等。27、发光效率指的是灯输出光能量与输入的电能量之比。28、半导体激光器与固体和气体激光器相比较有独特优点：效率高、 体积小、便于直接调制输出、结构

8、简单而坚固等。29、红宝石激光器中A12O3是基质，Cr2O3是激活剂，CE是激活离子，是真正产生激光的工作物质 30、Nd 3+: YAG激光器输出最强的波长为1.06um利用倍频技术还可得到0.53um的绿光31、半导体激光器最常用的激励方式是P-N结注入式32、染料激光器输出功率的提高，主要要克服三重态的影响激光器件第三部分小考1.谐振腔Q值得定义：Q = 2叫腔内贮存的激光能量Q每秒损耗的激光能量其中，为激光频率。Q值是谐振腔损耗的量度，损耗越小，Q值越 大，阈值越低。反之Q值越小，阈值越高。调Q就是改变谐振腔Q 值控制激光的输出强度。2.若只考虑透射损耗，3.巨脉冲的峰值功率:吸收损

9、耗和衍射损耗，则Q =宇._LT0为输出端透过率。4.输出巨脉冲的能量:Pm =加 maxVT0，式中，V为腔内工作物质体积， 出=a T T 0 框 o5.脉冲宽度：在脉冲形成过程中，腔内光子密度从？ m/2上升到m 所需的时间为 tr.6.开关时间不宜过长的原因：自发辐射所造成的反转粒子数下降会使 装置降到阈值以下，使激光振荡停止。多脉冲产生的原因：慢开关和末能级驰豫转镜调Q是一种常用的机械式Q开关，其特点是结构简单而稳定， 缺点是Q值变化时间慢（与电光开关相比），因此输出峰值功率不很 高，脉冲宽度较宽。品体在外电场作用下，其折射率随外电场而变化的现象，称为电光效应。折射率与电场强度呈线性

10、变化的效应称普克而效应；折射率与 电场强度平方成比例的效应称克尔效应。10.称E时，所加的电压为半波电压，以乂 /2表示。人/2 一 2时6311.光学隔离器是利用铅玻璃等介质在磁场作用下的法拉第旋转效应做成的。激光调制就是以激光作载波，将要传输的信息加载于激光辐射的 过程，激光调制分内调制和外调制两种。内调制是加载调制信号在激光振荡的过程中进行的，按调制信号 的规律改变振荡参数，从而改变激光的输出特性实现调制。简单的方 法是直接控制激光器泵浦电源来调制输出激光强度。外调制是指加载调制信号在激光形成之后进行，其方法是在激光 器谐振腔外的光路上放置调制器。强度调制就是使激光载波的电矢量的平方比例

11、于调制信号。电光 调制器是利用某些品体的电光效应。选择工作点在A点工作有两种方法：.在品体上加一固定的直流 电压 v/4。.用等效的方法实现，按光路中加入一个与直流偏压 va/4相对应的固定相位差，就是用va/4波片来实现。评价调制器的指标：.半波电压匕/2要低。.透射率要高。横向电光调制器的主要缺点：存在着自然双折射引起的相位延迟。倍频、混频、参量振动与放大等效应都是与放大等效应都是由P（2）决定的，二次非线性电极化效应。光学倍频又称二次谐波。一个谐振腔长为L的激光器，它的两个相邻的纵模的频率差为:一个理想的激光器的输出光束应包含单横模和单纵模，实际上一 般激光器的工作总是多模的。如果横模的阶数越高，光强分布越不均匀，分布范围越大，发散 角也必然大。而基横模（TEM0J的光强分布集中，分布范围小，发散角 也小。横模选择的原则：.增大高阶模与基模的衍射损耗比。.减小 激活介质中内部损耗及镜上损耗。选横模的方法：.调节反射镜。光栏法选模（小孔光栏选模， 聚焦光栏法，猫眼谐振腔）纵模选择方