第2讲激光器件及其技术.pdf

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第2讲激光器件及其技术

超快超强激光物理学 第二讲 激光器件及其技术 第二讲 激光器件及其技术 主讲:蒋红兵 主讲:蒋红兵 北京大学物理学院现代光学研究所 人工微结构和介观物理国家重点实验室 中科院-北京大学联合超快光科学和激光物理中心 第三届全国物理学研究生暑期学校 一 激光发展史 二 激光原理 三 激光器件简介 四 激光技术 第三届全国物理学研究生暑期学校 激光分类: 1 、工作介质 气体激光器:He-Ne, Ar+, CO, CO , XeF, KrCl 2 固体激光器: Ruby, YAG, YLF, Ti:Sapphire 染料激光器: DCM, R6G 半导体激光:GaN, GaAs 自由电子激光:电子在周期静磁场中通过 相干辐射 2 、激光特性 连续 脉冲 (调Q、锁模) 第三届全国物理学研究生暑期学校 l激光器三个主要部分: 增益介质──激光工作物质上能级粒子数反转, 提供受激放大 谐振腔 ──选模,限制波形和提供反馈、增益 提供稳定振荡 泵浦源 ──提供能量,使粒子数反转,最后转 化成激光能量 器件介绍:气体激光器:He-Ne, , CO2 固体激光器: Ruby, YAG, Ti:Sapphire 染料激光器 第三届全国物理学研究生暑期学校 气体激光器 (增益介质为气体。可以是原子,分子或离子) He-Ne, 原子激光器, CO2 分子激光器 He-Ne 结构: 放电管:毛细管 电极:阳极为钨针 阴极为圆筒状 铝或铝合金 光学谐振腔 一般为平凹腔 凹面镜全反 平面镜1-2%输出 第三届全国物理学研究生暑期学校 He-Ne激光器能级图 Ne激光下能级消激发 1S 到1S 禁戒跃迁,管壁碰撞驰豫,所以用毛细管 0 第三届全国物理学研究生暑期学校 CO 激光器 2 激光上下能级为电子基态 的振转能级,能量转换效 率高,输出功率大,波长 较长,在远红外,9-11微 米 激发:直流辉光放电 (1)电子碰撞激发 (2 )窜级跃迁激发 (3 )共振转移 +N 2 第三届全国物理学研究生暑期学校 第三届全国物理学研究生暑期学校 第三届全国物理学研究生暑期学校 激光器基本构造 (普通密封型) (1)放电管,水冷管, 储气回气管 (2 )电极 冷阴极,其材料帮助 CO+O CO 2 2 (3 )谐振腔 大多采用大曲率半径 的平凹腔 (4 )电源 数万伏直流电源 第三届全国物理学研究生暑期学校 选频 9-11微米,相邻谱线间隔1-2cm-1, 共有一百多条谱线

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