波长的改变讲解.pptx

改变激光波长的方法 主要内容 倍频 差频 光参量振荡 拉曼 一、倍频 1、定义 在强激光作用下产生非线性效应，使频率为ω的激光通过晶体后变为频率为nω的倍频光。 2、原理：激光通过倍频晶体，通过角度相 位匹配，产生非线性光学效应，使得波长变短，强度增强。 倍频 3、目的： 扩大了激光的波段，获得更短波长的激光。 4、应用实例： 利用倍频技术可输出紫外激光，紫外激光具有波长短，聚焦性能好，光子能量高，能激发特定的光化学反应等优点。在许多领域都有广泛的应用。例如355nm紫外激光器可对材料进行冷加工，从而避免了热加工产生的热效应。 二、差频 1、原理：差频产生是光场在非线性晶体发生的三波混频二阶非线性频率下转换过程，其基本过程如图所示： 差频 2、差频技术可得到从可见光到30μm范围内的可调谐光源。 3、特点： 调谐范围宽、效率高、结构简单、能够实现光波快速扫描和调制，并且不需要液氮冷却。 4、应用： 差频在环境监测、遥感、医疗诊断和治疗、激光光谱学研究、材料处理、数据通信、光电测量、激光测距、激光雷达、红外对抗等领域具有广泛应用。 5、应用实例：差频可以制作可调谐的中红外相干光源，使其能够运用中红外激光光谱技术探测大气甲醛的污染。 三、光参量振荡 1、原理 强泵浦光与非线性相应率足够大的晶体中的分子之间的参量相互作用，这种作用可以描述为分子引起的泵浦光子的非弹性散射，它吸收了一个泵浦光子产生了两个新的光子。 光参量振荡 2、特点： 1）优点：调谐范围宽、效率高、结构简单、工作可靠。 2）缺点：输出波长的调谐是由泵浦和相位匹配条件决定，难以实现快速的波长调谐。 3、应用实例：皮秒光参量振荡放大器可用于指纹印迹识别。 五、拉曼 1、拉曼散射： 当一束光入射到分子上时，除了产生与入射光频率ω0相同的散射光外，还有频率分量为ω0±ωM的散射光， ωM是与分子振动或转动频率相关的频率。 2、受激拉曼散射：强激光的光电场与原子中的电子激发、分子中的振动或与晶体中的晶格相耦合产生的散射光谱线强度迅速增加，发散角减小，线宽变窄具有很强的受激辐射特性。 拉曼 3、可调谐的拉曼激光器是基于受激拉曼散射的参量振荡器。 4、应用：激光拉曼光谱技术 拉曼 3、激光拉曼光谱技术应用实例： 有机化合物的结构分析 1）定性分析 高分子聚合物的测定 对生物大分子的研究 2）定量分析： 拉曼散射光强度与活性成分的浓度成正比，因此可以利用拉曼光谱进行定量分析。 拉曼 激光拉曼光谱实验装置图 由激光照射系统、样品池、散射光的收集与分光系统、信号处理系统，四部分组成 谢谢！