【光子】 lec7_常见激光器.pdf

§7 常见激光器 7.1 激光器的分类 7.2 固体激光器 7.3 气体激光器 7.4 染料激光器 7.5 LED 和LD 7.1 激光器的分类 目前激光器的种类很多，有很多种分类方法。按激光 器工作物质性质分： 固体激光器：红宝石等 原子气体激光器 分子气体激光器 气体激光器： 离子气体激光器 准分子气体激光器 液体激光器：染料激光器 化学激光器:氟化氢化学激光器 半导体激光器：砷化镓半导体激光器 7.2 固体激光器 固体激光器是将产生激光的粒子掺于固体基质中。 工作物质的物理、化学性能主要取决于基质材料， 而它的光谱特性则主要由发光粒子的能级结构决定。 发光粒子都是金属离子。基质分为玻璃或晶体。 1. 固体激光器基本特性  工作物质：红宝石，钛蓝宝石，掺钕钇铝石榴石， 钕玻璃，  运行方式：连续、脉冲  光谱：固体工作物质多达数百种、激光谱线达数千条， 多分布于可见光及近红外光区。  泵浦方法:光泵浦。氙、氪闪光灯、激光二级管。 1. 红宝石激光器 （1）基本特性 工作物质基质为刚玉（Al O ），掺杂粒子为3 2 3 +3 3+ 价铬离子（Cr ）。一般掺入的Cr 密度为N 19 3 = 1.58X10 个/cm 。 输出波长：694.3nm, 线宽为0.53nm. 工作方式：连续、脉冲 -3 发 散 角 ：   10 rad （2）工作原理 +3 Cr 能级结构 三能级结构 抽运光将基态粒子 激发到吸收带上， 经无辐射跃迁到达 2E. 2 激光上能级 E寿命 长，3ms. （3）基本结构 固体激光器基本上都是由工作物质、泵浦系统、 谐振腔和冷却、电源系统构成的 聚光腔：将泵浦源辐射的光能有效均匀地会聚到工 作物质上，以获得高的泵浦效率。 2. 掺钕钇铝石榴石（ Nd3+ ：YAG） （1）基本特性 基质为钇铝石榴石（Y Al O ),参杂粒子为3价钕 3 5 12 3+ 3+ 3+ 离子（ Nd ）。Nd 部份取代Y 而成.一般掺入 的Nd3+ 密度为N =1.38X1020 个Nd3+ /cm3 输出波长： = 1.064 μm,线宽为0.45nm. 工作方式：连续、高重复率脉冲 （2）工作原理 +3 Nd 能级结构 四能级结构 抽运光将基态粒子 激发到吸收带上， 经无辐射跃迁到达 4 F3/2. 4 激光上能级 F3/2寿 命长，0.23ms. 4. 钕玻璃激光器 硅酸盐玻璃参杂粒子为3价钕离子（Nd3+ ）。一 般掺入的Nd3+