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高重頻固體激光器基本原理以及應用
點擊次數:2756 時間:2024-10-24
高(gao)重(zhong)頻(pin)固體(ti)激(ji)光器是(shi)一種利(li)用固體(ti)介(jie)質(zhi)(如摻鉺、摻釹等(deng)(deng)晶體(ti)或玻璃)作為增益介(jie)質(zhi)的(de)激(ji)光器。這類激(ji)光器具有輸出功率高(gao)、光束質(zhi)量好、可靠性高(gao)等(deng)(deng)優(you)點(dian),廣泛應(ying)用于科學研究、工業加(jia)工、醫療等(deng)(deng)多個領域。以下是(shi)高(gao)重(zhong)頻(pin)固體(ti)激(ji)光器的(de)基本(ben)原(yuan)理和應(ying)用概(gai)述。
一、基本(ben)原理(li)
激(ji)光(guang)工作原(yuan)理
能(neng)級躍(yue)遷(qian):固體激光器中的增(zeng)益(yi)介質通常摻有(you)稀土元素或(huo)過渡(du)金屬(shu),這些摻雜離子能(neng)夠在特定波長下吸收泵浦光(如(ru)閃光燈或(huo)激光二(er)極管發出的光),并(bing)通過能(neng)級躍(yue)遷(qian)釋放出光子,形成激光增(zeng)益(yi)。
反射(she)腔(qiang):激光(guang)器中設置(zhi)了一個光(guang)學腔(qiang)體(ti),通常(chang)由兩個反射(she)鏡(jing)組(zu)成(cheng)。一個鏡(jing)子是高反射(she)鏡(jing)(HR),另一個鏡(jing)子是部(bu)分透(tou)射(she)鏡(jing)(HR),形成(cheng)激光(guang)腔(qiang)。光(guang)子在腔(qiang)內(nei)來回反射(she),不斷刺激發射(she)更多光(guang)子,最終在透(tou)鏡(jing)處輸出激光(guang)。
泵浦源
高重頻固體激光(guang)器常用(yong)的泵(beng)浦源包(bao)括閃光(guang)燈或激光(guang)二極管。泵(beng)浦源將能(neng)量傳遞給增益介質,使其達(da)到激發(fa)狀態。
激光輸出
在增(zeng)益介(jie)質(zhi)中,經過多次反(fan)射(she)的光(guang)子通過部(bu)分透射(she)鏡輸(shu)出,形成(cheng)激(ji)(ji)光(guang)束。激(ji)(ji)光(guang)的輸(shu)出頻(pin)率和波長由(you)增(zeng)益介(jie)質(zhi)的特(te)性決定。
高重頻特(te)性(xing)
高(gao)重(zhong)頻(pin)固體(ti)激光器能夠以(yi)較(jiao)高(gao)的頻(pin)率(例(li)如每秒數(shu)千(qian)次(ci)到數(shu)萬次(ci))發出激光脈沖,這(zhe)一特(te)性通過快速的電氣開關和(he)控制(zhi)技術實現,使得激光輸出具有良好的可(ke)調性和(he)控制(zhi)性。
二、應用
高重頻固體激光器因(yin)其優良的性能被廣泛(fan)應(ying)用(yong)于(yu)以下領域:
工(gong)業(ye)加工(gong)
切割與焊(han)接:高重(zhong)頻固體激光器能夠(gou)高效地(di)切割金(jin)屬、塑料(liao)(liao)和其他(ta)材料(liao)(liao),并且在焊(han)接過程中能夠(gou)實(shi)現(xian)高精度(du)(du)和高速度(du)(du)。
打標與雕刻(ke):廣泛(fan)用于在產品表面(mian)進(jin)行激光打標、雕刻(ke),適用于金屬、陶瓷、玻璃等材料。
醫療(liao)應用
激光(guang)手(shou)術:用于(yu)眼(yan)科手(shou)術(如激光(guang)矯視)以及皮(pi)膚病治療(liao)(如去除疤(ba)痕、紋身(shen))。
光動力(li)療法:通過激(ji)光激(ji)活光敏劑(ji)治療腫瘤(liu)等(deng)疾(ji)病。
科(ke)學(xue)研究(jiu)
光譜分析(xi):在材料科學(xue)、生物(wu)醫學(xue)等領(ling)域中(zhong),作為光源(yuan)用于(yu)激光誘導熒光(LIF)和拉(la)曼光譜等分析(xi)技術。
激光雷達:在地理信息系統和環境監(jian)測中,應用于激光雷達(LiDAR)技術。
通訊技術(shu)
光通信(xin):作為光源用于高速光纖通信(xin)系統。
三(san)、總結
高(gao)重(zhong)頻固體(ti)激光(guang)器(qi)以其性(xing)能和廣泛(fan)的應用(yong)前(qian)景,成為激光(guang)技(ji)術領(ling)域的重(zhong)要(yao)組(zu)成部(bu)分。隨著科技(ji)的進步(bu)和需(xu)求的增(zeng)加,這類激光(guang)器(qi)將在更多(duo)領(ling)域中發揮重(zhong)要(yao)作用(yong)。

