激光器输出功率与能量.ppt

二极管激光泵浦耦合技术 一、泵浦方式 1、端面泵浦 2、侧面泵浦 3、基于内反射的泵浦构型 二、耦合光学系统 一、泵浦方式——1端面泵浦 2侧面泵浦 3基于内反射的泵浦构型 二、耦合光学系统 直接侧面泵浦 使用柱透镜耦合的侧泵浦 透镜管道端面泵浦 Thanks very much! 激光器输出功率与能量 美国海军成功试射海上激光炮击毁目标船只/GB/162940/162942html 美国诺斯洛普-格鲁曼公司与美国海军共同研发“海洋激光示范者”(MLD)海上激光炮。 2011年04月12日07:40????来源：中国新闻网? /show/7saXnZrnVj-8B1oP.html 视频资料：美国激光武器试验 据香港《文汇报》11日报道，美国海军月初在海上试射激光炮，成功击毁一艘目标小船，专家称这是美国海军发展新一代海上激光武器的重要里程碑。预计激光炮最快2014年6月完成研发。　　激光炮名为“海洋激光示范者”(MLD)，由美国国防工业公司诺斯洛普。格鲁曼与海军共同研发。激光炮使用固体激光器技术，通过类似水晶的固体作为激光介质，将15千瓦(kW)的能量聚集，用于攻击目标。　　美国海军本月6日在圣尼古拉斯岛附近的太平洋海域试射，自卫试验舰“福斯特”号利用一台安装在甲板上的激光炮，向移动中的无人驾驶目标小船发射。小船“中炮”起火焚烧，其后被火焰吞噬。 视频截图：被美海军激光炮击毁的无人快艇 MLD开发人员指出，MLD和其它激光武器除了可以攻击海上目标，还可以打击飞机或岸上目标。去年7月，美国海军便在同一试射地点首次试射舰载激光炮，在2英里外击中4架时速300英里的无人机。MLD甚至可以攻击巡航导弹，但所需能量将达数百千瓦。 在密集阵基础上发展的”百人队长“激光器，但美国海军激光武器计划繁多，尚未清楚此次海上击毁快艇试验的激光器源于哪个项目。 每秒射穿6米钢材料　　除了MLD等固体电子激光器，美国军方同时研发以自由电子激光器(FEL)技术作为激光武器。FEL不需任何激光介质，就能产生千瓦级能量。美军2月曾测试FEL激光炮，成功利用50万伏特电压制造电子束，每秒能射穿20呎(约6米)的钢材料。　　分析认为，FEL比MLD更灵活，但海军预计最快要到本世纪20年代才能正式推出以兆瓦(MW)为单位的FEL武器。此外，海军也正在研发电磁道道炮，但要到2025年才能推出。 内容提要 连续或长脉冲激光器的输出功率 短脉冲激光器的输出功率 驰豫振荡效应 LD的基本知识 不同的泵浦方式 （一）激光器稳态工作的建立 如果腔内某一振荡模式的频率为?q，开始时，由于 , 腔内光强I?q逐渐增加，同时由于饱 和效应，g(?q,I?q) 将随I?q的增加而减少，但只要g(?q,I?q) 仍比gt大，这一过程就将继续下去，即I?q 继续增加， g(?q,I?q) 不断减小，直到 ,增益和损耗达到平衡， I?q不再 增加。这时，激光器建立了稳定工作状态。 当g0(?)gt时，dNl/dt0，腔内光强不断增加。无限增加? 当外界激发作用增强时，小信号增益系数g0(?)增大，此时I?q必须增大到一个更大的值才能使g(?q,I?q) 降低到gt并建立起稳定工作状态，因此激光器的输出功率增加。 稳态工作时的大信号增益系数总是等于gt 。 结论：在一定的激发速率下，即当g0(?)一定时，激光器的输出功率保持恒定；当外界激发增强时，输出功率随之上升，但在一个新的水平上保持恒定。 （二）连续或长脉冲激光器的输出功率 1、均匀加宽单模激光器 ??腔内平均光强I?q 在驻波型激光器中，腔内存在着沿腔轴方向传播的光I+和反方向传播的光I-，二者同时参与饱和作用 如果T1，稳态工作时增益系数也很小，近似认为I+=I-，腔内平均光强I?q=2 I+。 稳态情况下， 求得腔内平均光强为 ??输出功率 设激光束的有效截面面积为A，则激光器的输出功率为 1）在T1时， ，a为往返指数净损耗因子，通常a1。上式改写为 问题：损耗增加，泵浦阈值和输出功率如何变化？ 2）光泵激光器 Pp及Ppt分别为工作物质吸收的泵浦功率及阈值吸收泵浦功率，S为工作物质横截面面积 ?s称为斜率效率 结论：一旦激光器确定了，斜率效率就确定了；输出功率随泵浦功率线性增加。 问题：输出功率与泵浦功率、损耗、工作物质长度有什么样的关系？ 耦合系数：?0=T0/2? 3）最佳透射率及功率 输出功率和反射镜的透射率T有关。当T增大时，一方面提高了透射光的比例，有利于提高输出功率，同时又使阈值增加，从而导致腔内光强