光電子技術(shù)激光器件

1、光電子技術(shù) 精品課程其他類型激光器光電子技術(shù)(2)(激光器件)6.1 C02激光器 6.2 He-Ne激光器 :6.3 Ar離子激光器 :6.4準(zhǔn)分子激光器:6.5染料激光器:6.6自由電子激光器其他類型激光器:屬于氣體激光器，分子激光器:波長(zhǎng) 9 11 um,最常見 10.6um :效率高 :光束質(zhì)量好:功率范圍大（幾瓦幾萬(wàn)瓦）:運(yùn)行方式多樣:結(jié)構(gòu)多樣氣碳氧Oo_CDCQ分子的振動(dòng)模型3 000r2 500-2000 -1 500 -CO：分子的振動(dòng)能級(jí)圖00 1基態(tài)g5200200O O51X00 O005OIEO、*程上能級(jí)的激發(fā) 下能級(jí)的激發(fā) 弛豫過(guò)程輔助氣體N2 CO He Xe H

2、2 H2O:封離型縱向激勵(lì)C02激光器:高功率軸快流C02激光器:高功率橫流C02激光器:橫向激勵(lì)高氣壓C02激光器(TEA) :波導(dǎo)C02激光器連續(xù)閘柵脈沖尖脈沖高級(jí)脈沖超級(jí)脈沖:氣體原子激光器:輸岀譜線：632.8nm, 1.15um, 3.39um, 以632.8n m為最常見。:功率在mW級(jí)，最大1W :光束質(zhì)量好，發(fā)散角可小于1mrad:單色性好，帶寬可小于20Hz :穩(wěn)定性高He165 OOO155 0003S5:AE = 387cm-2$E= + 314cm543.3nm2S25:1. 15/im3. 39pm、632. 8nm145 000135 000PSo?2lSo（原子基

3、態(tài):譜線競(jìng)爭(zhēng)（3.39um譜線的抑制） :輸岀功率的穩(wěn)定性 :穩(wěn)頻輸岀:氣體離子激光器:主要波長(zhǎng)488nm, 514.5nm:常見功率幾十瓦，最高500W :能量轉(zhuǎn)換效率低竺A廠基態(tài)O3O252153”6 Ar基態(tài)激光機(jī)理弧光放電n.：.:等離子參數(shù):抽運(yùn)效應(yīng):閾值電流強(qiáng)度:磁場(chǎng)對(duì)輸出效率的影響:輸出譜線6. 4準(zhǔn)分子激光器準(zhǔn)分子指在激發(fā)態(tài)能夠暫時(shí)結(jié)合成的不穩(wěn)定分子(Excimer)高重復(fù)率可調(diào)諧量子效率高:波長(zhǎng)短，紫外到可見區(qū)稀有氣體類Xe2( 169-176) Kr2(145.7) Ar2(126.1)稀有氣體氧化物類XeO(550) KQ(5578) ArO(557.6)稀有氣體鹵化物類

4、XeF(351.1) XeCl(308) KrF(248.4) ArF(193.3) Xe2F(610) Xe2Cl(490) Kr2F(420) Ar2F(285)金屬蒸氣鹵化物類HgCl(558.4) HgBr(498.4)主要的準(zhǔn)分子激光器準(zhǔn)分子激光器工作原理2 Rgx(2n)一強(qiáng)排斥態(tài)躍遷過(guò)程泵浦要求 電子束泵浦機(jī)理 脈沖放電泵浦機(jī)理RX(2S)一弱吸收態(tài)廠0核間距稀有氣體鹵化物準(zhǔn)分子的勢(shì)能曲線6. 5染料激光器以某種有機(jī)染料溶解于一定溶劑中作為激 活介質(zhì)的激光器:波長(zhǎng)可調(diào)諧，調(diào)諧范圍寬:光譜分辨率高:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單:價(jià)格便宜:穩(wěn)定性差染料分子的能級(jí)圖460540620700波長(zhǎng)A/nmO 5 15 0 2 1 O ZEO9 0IIK庖縫若丹明6G吸收譜線和熒光譜:脈沖染料激光器閃光泵浦激光器泵浦:連續(xù)染料激光器:波長(zhǎng)調(diào)諧光柵棱鏡 F-P雙折射濾光片設(shè)計(jì)染料激光器應(yīng)考慮的幾個(gè)問(wèn)題:染料的選擇光譜特性，轉(zhuǎn)換效率，化學(xué)穩(wěn)定性，濃度，壽命 :溶劑的選擇:染料盒的結(jié)構(gòu):泵浦源6.6自由電子激光器:真空