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激光器原理

工程師 ? 來源:未知 ? 作者:姚遠香 ? 2018-12-12 17:05 ? 次閱讀
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激光器原理

激光器顧名思義就是能發(fā)射激光的裝置。從1954年制成了第一臺微波量子放大器,獲得了高度相干的微波束。一直到現(xiàn)在,激光器的種類就越來越多。

按工作介質(zhì)分,激光器可分為氣體激光器、固體激光器、半導(dǎo)體激光器和染料激光器4大類,近來還發(fā)展了自由電子激光器。其工作介質(zhì)是在周期性磁場中運動的高速電子束,激光波長可覆蓋從微波到X射線的廣闊波段。按工作方式分,有連續(xù)式、脈沖式、調(diào)Q和超短脈沖式等幾類。

除自由電子激光器外,各種激光器的基本工作原理均相同。產(chǎn)生激光的必不可少的條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和增益大過損耗,所以裝置中必不可少的組成部分有激勵(或抽運)源、具有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作介質(zhì)兩個部分。激勵是工作介質(zhì)吸收外來能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài),為實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。

激勵方式有光學(xué)激勵、電激勵、化學(xué)激勵和核能激勵等。工作介質(zhì)具有亞穩(wěn)能級是使受激輻射占主導(dǎo)地位,從而實現(xiàn)光放大。激光器中常見的組成部分還有諧振腔,但諧振腔( 見光學(xué)諧振腔)并非必不可少的組成部分,諧振腔可使腔內(nèi)的光子有一致的頻率、相位和運行方向,從而使激光具有良好的方向性和相干性。而且,它可以很好地縮短工作物質(zhì)的長度,還能通過改變諧振腔長度來調(diào)節(jié)所產(chǎn)生激光的模式(即選模),所以一般激光器都具有諧振腔。

氣體激光器原理

氣體激光器具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低;操作方便;工作介質(zhì)均勻,光束質(zhì)量好;以及能長時間較穩(wěn)定地連續(xù)工作的優(yōu)點。

工作物質(zhì)主要以氣體狀態(tài)進行發(fā)射的激光器在常溫常壓下是氣體,有的物質(zhì)在通常條件下是液體(如非金屬粒子的有水、汞),及固體(如金屬離子結(jié)構(gòu)的銅,鎘等粒子),經(jīng)過加熱使其變?yōu)檎魵猓眠@類蒸氣作為工作物質(zhì)的激光器,統(tǒng)歸氣體激光器之中。氣體激光器中除了發(fā)出激光的工作氣體外,為了延長器件的工作壽命及提高輸出功率,還加入一定量的輔助氣體與發(fā)光的工作氣體相混合。

激光器原理

氣體激光器大多應(yīng)用電激勵發(fā)光,即用直流,交流及高頻電源進行氣體放電,兩端放電管的電壓增壓時可加速電子,帶有一定能量,在工作物質(zhì)中運動的電子與粒子(氣體的原子或分子)碰撞時將自身的能量轉(zhuǎn)移給對方,使分子或原子被激發(fā)到某一高能級上而形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn),產(chǎn)生激光。氣體激光器與固體激光器相比較,兩者中以氣體激光器的結(jié)構(gòu)相對簡單得多,造價較低,操作簡便,但是輸出功率常較小。因氣體激光器中的工作物質(zhì)不同。因此分中性(惰性)原子、離子氣體、分子氣體三種激光器。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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