第5章 固体激光器.ppt

第5章固体激光器王春雨材料学院A202室0631-5687125E-mail:wcyadam@(WANGChunyu)哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院咸拘东骂落柠缓蚂搬悄坯瘫苇娩镇渭值曼孔芍叼挣砍狐孤厚盈醉尾停孺于第5章固体激光器第5章固体激光器固体激光器红宝石激光器YAG激光器工作物质Al2O3+Cr2O3;Cr3+决定光谱性能Al2O3+Y2O3+Nd2O3;Nd3++;+;,所以一般用光泵浦源激励泵浦特点*泵浦灯和激光棒分别位于椭圆聚光腔的两条焦线上*泵浦光源中仅有少部分与工作物质吸收带相匹配的光能是有用的。优缺点阈值高、温度效应非常严重、室温下不适于连续和高重复率工作阈值低、有优良的热学性质、适于连续和高重复率工作;是目前能在室温下连续工作的唯一实用的固体工作物质输出特性大多数为脉冲激光器,产生的激光脉冲是一系列的尖峰,宽度约为几个微米转换效率低(总体效率:激光输出与泵浦源的电输入之比)%-1%1%-3%特点输出能量大;峰值功率高;、泵浦系统、谐振腔和冷却、滤光系统构成的。图5-1是长脉冲固体激光器的基本结构示意图(冷却、滤光系统未画出)。图5-(5-3)(Nd3+:YAG)工作物质:将一定比例的A12O3、Y2O3,和Nd2O3在单晶炉中进行熔化结晶而成的,呈淡紫色。它的激活粒子是钕离子(Nd3+),YAG中Nd3+与激光产生有关的能级结构如图(5-5)所示。它属于四能级系统。图(5-5)Nd3+:,一般都采用光泵浦激励。泵浦光源应当满足两个基本条件。,因而固体工作物质一般都加工成圆柱棒形状,所以为了将泵浦灯发出的光能完全聚到工作物质上,必须采用聚光腔。(5-6)所示的椭圆柱聚光腔是小型固体激光器中最常采用的聚光腔,它的内表面被抛光成镜面,其横截面是一个椭圆。图(5-6)。常用的冷却方式有液体冷却、气体冷却和传导冷却等,其中以液冷最为普遍。。。对于连续激光器(用功率描述)和脉冲激光器(用能量描述)分别表示为:一般的脉冲固体激光器产生的激光脉冲是由一连串不规则振荡的短脉冲(或称尖峰)组成的,各个短脉冲的持续时间约为(1)m,各短脉冲之间的间隔约为(510)s。泵浦光愈强,短脉冲数目愈多,其包络峰值并不增加。(5-7),有如图(5-7)(a)所示的端泵浦方式和图(5-7)(b)所示的侧泵浦方式。可调谐固体激光器主要有两类,一类是色心激光器,一类是用掺过渡族金属离子的激光晶体制作的可调谐激光器。、准连续及脉冲固体激光器,它一直是军事应用和激光加工应用所追求的目标。从二十世纪七十年代起开始研制的板条形固体激光器,就是针对克服工作物质中的热分布及其引