除自由電子激光器外,各種激光器的基本工作原理均相同。產(chǎn)生激光的必不可少的條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和增益大于損耗,所以裝置中必不可少的組成部分有激勵(或抽運)源、有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作介質(zhì)兩個部分。激勵是工作介質(zhì)吸收外來能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài),為實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。激勵方式有光學(xué)激勵、電激勵、化學(xué)激勵和核能激勵等。工作介質(zhì)有亞穩(wěn)能級是使受激輻射占主導(dǎo)地位,從而實現(xiàn)光放大。激光器中常見的組成部分還有諧振腔,但諧振腔( 見光學(xué)諧振腔)并非必不可少的組成部分,諧振腔可使腔內(nèi)的光子有一致的頻率、相位和運行方向,從而使激光有良好的方向性和相干性。而且,它可以很好地縮短工作物質(zhì)的長度,還能通過改變諧振腔長度來調(diào)節(jié)...
此后,量子力學(xué)的建立和發(fā)展使人們對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及運動規(guī)律有了更深入的認(rèn)識,微觀粒子的能級分布、躍遷和光子輻射等問題也得到了更有力的證明,這也在客觀上更加完善了愛因斯坦的受激輻射理論,為激光器的產(chǎn)生進(jìn)一步奠定了理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)40年代末,量子電子學(xué)誕生后,被很快應(yīng)用于研究電磁輻射與各種微觀粒子系統(tǒng)的相互作用,并研制出許多相應(yīng)的器件。這些科學(xué)理論和技術(shù)的快速發(fā)展都為激光器的發(fā)明創(chuàng)造了條件。如果一個系統(tǒng)中處于高能態(tài)的粒子數(shù)多于低能態(tài)的粒子數(shù),就出現(xiàn)了粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)狀態(tài)。那么只要有一個光子引發(fā),就會迫使一個處于高能態(tài)的原子受激輻射出一個與之相同的光子,這兩個光子又會引發(fā)其他原子受激輻射,這樣就實現(xiàn)了...
半導(dǎo)體激光器是成熟較早、進(jìn)展較快的一類激光器,由于它的波長范圍寬,制作簡單、成本低、易于大量生產(chǎn),并且由于體積小、重量輕、壽命長,因此,品種發(fā)展快,應(yīng)用范圍廣,已超過300種,半導(dǎo)體激光器的主要應(yīng)用領(lǐng)域是Gb局域網(wǎng),850nm波長的半導(dǎo)體激光器適用于)1Gb局域網(wǎng),1300nm -1550nm波長的半導(dǎo)體激光器適用于1OGb局域網(wǎng)系統(tǒng).半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用范圍覆蓋了整個光電子學(xué)領(lǐng)域,已成為當(dāng)今光電子科學(xué)的技術(shù).半導(dǎo)體激光器在激光測距、激光雷達(dá)、激光通信、激光模擬武器、激光警戒、激光制導(dǎo)、引燃、自動控制、檢測儀器等方面獲得了的應(yīng)用,形成了廣闊的市場。1978年,半導(dǎo)體激光器開始應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng),...
半導(dǎo)體激光器也稱為半導(dǎo)體激光二極管,或簡稱激光二極管(Laser Diode,LD)。由于半導(dǎo)體材料本身物質(zhì)結(jié)構(gòu)的特異性以及半導(dǎo)體材料中電子運動規(guī)律的特殊性,使半導(dǎo)體激光器的工作特性有其特殊性。半導(dǎo)體激光器采用注入電流方式泵浦。半導(dǎo)體激光器波長覆蓋范圍為紫外至紅外波段(300nm~十幾微米),其中1.3um與1.55um為光纖傳輸?shù)膬蓚€窗口。半導(dǎo)體激光器有能量轉(zhuǎn)換效率高、易于進(jìn)行高速電流調(diào)制、超小型化、結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命才長等突出特點,使其成為重要應(yīng)用價值的一類的激光器。光泵式激光器。指以光泵方式激勵的激光器,包括幾乎是全部的固體激光器和液體激光器,以及少數(shù)氣體激光器和半導(dǎo)體激光器。②電激勵式...
半導(dǎo)體激光器是以一定的半導(dǎo)體材料做工作物質(zhì)而產(chǎn)生受激發(fā)射作用的器件。.其工作原理是通過一定的激勵方式,在半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶(導(dǎo)帶與價帶)之間,或者半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)(受主或施主)能級之間,實現(xiàn)非平衡載流子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn),當(dāng)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量電子與空穴復(fù)合時,便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。半導(dǎo)體激光器的激勵方式主要有三種,即電注入式,光泵式和高能電子束激勵式。電注入式半導(dǎo)體激光器,一般是由砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等等材料制成的半導(dǎo)體面結(jié)型二極管,沿正向偏壓注入電流進(jìn)行激勵,在結(jié)平面區(qū)域產(chǎn)生受激發(fā)射。光泵式半導(dǎo)體激光器,一般用N型或P型半導(dǎo)體單晶(如Ga...
激光二極管:激光二極管是當(dāng)前為常用的激光器之一,在二極管的PN結(jié)兩側(cè)電子與空穴的自發(fā)復(fù)合而發(fā)光的現(xiàn)象稱為自發(fā)輻射。當(dāng)自發(fā)輻射所產(chǎn)生的光子通過半導(dǎo)體時,一旦經(jīng)過已發(fā)射的電子—空穴對附近,就能激勵二者復(fù)合,產(chǎn)生新光子,這種光子誘使已激發(fā)的載流子復(fù)合而發(fā)出新光子現(xiàn)象稱為受激輻射。如果注入電流足夠大,則會形成和熱平衡狀態(tài)相反的載流子分布,即粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。當(dāng)有源層內(nèi)的載流子在大量反轉(zhuǎn)情況下,少量自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子由于諧振腔兩端面往復(fù)反射而產(chǎn)生感應(yīng)輻射,造成選頻諧振正反饋,或者說對某一頻率有增益。當(dāng)增益大于吸收損耗時,就可從PN結(jié)發(fā)出有良好譜線的相干光——激光。激光二極管的發(fā)明讓激光應(yīng)用可以迅速普及,各類信...
氣體放電激勵。是利用在氣體工作物質(zhì)內(nèi)發(fā)生的氣體放電過程來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的,整個激勵裝置通常由放電電極和放電電源組成。化學(xué)激勵。是利用在工作物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)過程來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的,通常要求有適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)物和相應(yīng)的引發(fā)措施。核能激勵。是利用小型核裂變反應(yīng)所產(chǎn)生的裂變碎片、高能粒子或放射線來激勵工作物質(zhì)并實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的。通常是由有一定幾何形狀和光學(xué)反射特性的兩塊反射鏡按特定的方式組合而成。作用為:①提供光學(xué)反饋能力,使受激輻射光子在腔內(nèi)多次往返以形成相干的持續(xù)振蕩。②對腔內(nèi)往返振蕩光束的方向和頻率進(jìn)行限制,以保證輸出激光有一定的定向性和單色性。共振腔作用取決于①組成腔的兩個反射鏡的幾何形狀...
由于激光器備的種種突出特點,因而被很快運用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、精密測量和探測、通訊與信息處理、醫(yī)療、等各方面,并在許多領(lǐng)域引起了**性的突破。激光在上除用于通信、夜視、預(yù)警、測距等方面外,多種激光武器和激光制導(dǎo)武器也已經(jīng)投入實用。激光用作熱源。激光光束細(xì)小 ,且?guī)е薮蟮墓β剩缬猛哥R聚焦,可將能量集中到微小的面積上,產(chǎn)生巨大的熱量。比如,人們利用激光集中而極高的能量,可以對各種材料進(jìn)行加工,能夠做到在一個針頭上鉆200個孔;激光作為一種在生物機(jī)體上引起刺激、變異、燒灼、汽化等效應(yīng)的手段,已在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)的實際應(yīng)用上取得了良好效果。隨著激光加工技術(shù)的發(fā)展,激光器也在不斷向前發(fā)展,出現(xiàn)了許多新型激光器。...
激光器的發(fā)明是20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的一項重大成就。它使人們終于有能力駕駛尺度極小、數(shù)量極大、運動極混亂的分子和原子的發(fā)光過程,從而獲得產(chǎn)生、放大相干的紅外線、可見光線和紫外線(以至X射線和γ射線)的能力。激光科學(xué)技術(shù)的興起使人類對光的認(rèn)識和利用達(dá)到了一個嶄新的水平。激光器的誕生史大致可以分為幾個階段,其中1916年愛因斯坦提出的受激輻射概念是其重要的理論基礎(chǔ)。這一理論指出,處于高能態(tài)的物質(zhì)粒子受到一個能量等于兩個能級之間能量差的光子的作用,將轉(zhuǎn)變到低能態(tài),并產(chǎn)生第二個光子,同個光子同時發(fā)射出來,這就是受激輻射。這種輻射輸出的光獲得了放大,而且是相干光,即如多個光子的發(fā)射方向、頻率、位相、偏振完全相...
介質(zhì)是固體的激光器,此種工作物質(zhì)通過燈丶半導(dǎo)體激光器陣列丶其他激光器光照泵浦得到激發(fā)。熱透鏡效應(yīng)是大多數(shù)固體激光器的一項缺陷。紅寶石激光器:世界上臺激光器,1960年7月7日,美國青年科學(xué)家梅曼宣布世界上臺激光器由誕生,這臺激光器就是紅寶石激光器,工作波長一般為6943,工作狀態(tài)是單次脈沖式,每脈沖在1ms量級,輸出能量為焦耳數(shù)量級。Nd:YAG(摻釹釔鋁石榴石):常用的固體激光器,工作波長一般為1064nm,這一波長為四能級系統(tǒng),還有其他能級可以輸出其他波長的激光。Nd:YVO4(摻釹釩酸釔):低功率應(yīng)用的固體激光器,工作波長一般為1064nm,可以通過KTP,LBO非線性晶體倍頻後產(chǎn)生53...
激光工作物質(zhì)是指用來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生光的受激輻射放大作用的物質(zhì)體系,有時也稱為激光增益媒質(zhì),它們可以是固體(晶體、玻璃)、氣體(原子氣體、離子氣體、分子氣體)、半導(dǎo)體和液體等媒質(zhì)。對激光工作物質(zhì)的主要要求,是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現(xiàn)較大程度的粒子數(shù)反轉(zhuǎn),并使這種反轉(zhuǎn)在整個激光發(fā)射作用過程中盡可能有效地保持下去;為此,要求工作物質(zhì)有合適的能級結(jié)構(gòu)和躍遷特性。激勵抽運系統(tǒng)是指為使激光工作物質(zhì)實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而提供能量來源的機(jī)構(gòu)或裝置。根據(jù)工作物質(zhì)和激光器運轉(zhuǎn)條件的不同,可以采取不同的激勵方式和激勵裝置,常見的有以下四種。光學(xué)激勵(光泵)。是利用外界光源發(fā)出的光來輻照工作物質(zhì)以實現(xiàn)...
半導(dǎo)體激光器是成熟較早、進(jìn)展較快的一類激光器,由于它的波長范圍寬,制作簡單、成本低、易于大量生產(chǎn),并且由于體積小、重量輕、壽命長,因此,品種發(fā)展快,應(yīng)用范圍廣,已超過300種,半導(dǎo)體激光器的主要應(yīng)用領(lǐng)域是Gb局域網(wǎng),850nm波長的半導(dǎo)體激光器適用于)1Gb局域網(wǎng),1300nm -1550nm波長的半導(dǎo)體激光器適用于1OGb局域網(wǎng)系統(tǒng).半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用范圍覆蓋了整個光電子學(xué)領(lǐng)域,已成為當(dāng)今光電子科學(xué)的技術(shù).半導(dǎo)體激光器在激光測距、激光雷達(dá)、激光通信、激光模擬武器、激光警戒、激光制導(dǎo)、引燃、自動控制、檢測儀器等方面獲得了的應(yīng)用,形成了廣闊的市場。1978年,半導(dǎo)體激光器開始應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng),...
激光工作物質(zhì)是指用來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生光的受激輻射放大作用的物質(zhì)體系,有時也稱為激光增益媒質(zhì),它們可以是固體(晶體、玻璃)、氣體(原子氣體、離子氣體、分子氣體)、半導(dǎo)體和液體等媒質(zhì)。對激光工作物質(zhì)的主要要求,是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現(xiàn)較大程度的粒子數(shù)反轉(zhuǎn),并使這種反轉(zhuǎn)在整個激光發(fā)射作用過程中盡可能有效地保持下去;為此,要求工作物質(zhì)有合適的能級結(jié)構(gòu)和躍遷特性。激勵抽運系統(tǒng)是指為使激光工作物質(zhì)實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而提供能量來源的機(jī)構(gòu)或裝置。根據(jù)工作物質(zhì)和激光器運轉(zhuǎn)條件的不同,可以采取不同的激勵方式和激勵裝置,常見的有以下四種。光學(xué)激勵(光泵)。是利用外界光源發(fā)出的光來輻照工作物質(zhì)以實現(xiàn)...
半導(dǎo)體激光器是成熟較早、進(jìn)展較快的一類激光器,由于它的波長范圍寬,制作簡單、成本低、易于大量生產(chǎn),并且由于體積小、重量輕、壽命長,因此,品種發(fā)展快,應(yīng)用范圍廣,已超過300種,半導(dǎo)體激光器的主要應(yīng)用領(lǐng)域是Gb局域網(wǎng),850nm波長的半導(dǎo)體激光器適用于)1Gb局域網(wǎng),1300nm -1550nm波長的半導(dǎo)體激光器適用于1OGb局域網(wǎng)系統(tǒng).半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用范圍覆蓋了整個光電子學(xué)領(lǐng)域,已成為當(dāng)今光電子科學(xué)的技術(shù).半導(dǎo)體激光器在激光測距、激光雷達(dá)、激光通信、激光模擬武器、激光警戒、激光制導(dǎo)、引燃、自動控制、檢測儀器等方面獲得了的應(yīng)用,形成了廣闊的市場。1978年,半導(dǎo)體激光器開始應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng),...
激光器發(fā)出的光質(zhì)量純凈、光譜穩(wěn)定可以在很多方面被應(yīng)用。紅寶石激光:初的激光器是紅寶石被明亮的閃光燈泡所激勵,所產(chǎn)生的激光是“脈沖激光”,而非連續(xù)穩(wěn)定的光束。這種激光器產(chǎn)生的光束質(zhì)量和我們現(xiàn)在使用的激光二極管產(chǎn)生的激光有本質(zhì)的區(qū)別。這種持續(xù)幾納秒的強(qiáng)光發(fā)射非常適合捕捉容易移動的物體,例如拍攝全息的人物肖像畫,副激光肖像在1967年誕生。紅寶石激光器需要昂貴的紅寶石而且只能產(chǎn)生短暫的脈沖光。氦氖激光器:1960年科學(xué)家Ali Javan、William R.Brennet Jr.和Donald Herriot 設(shè)計了氦氖激光器。這是臺氣體激光器,這種激光器是全息攝影師常用的裝備。兩個優(yōu)點:1、產(chǎn)生...
此后,量子力學(xué)的建立和發(fā)展使人們對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及運動規(guī)律有了更深入的認(rèn)識,微觀粒子的能級分布、躍遷和光子輻射等問題也得到了更有力的證明,這也在客觀上更加完善了愛因斯坦的受激輻射理論,為激光器的產(chǎn)生進(jìn)一步奠定了理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)40年代末,量子電子學(xué)誕生后,被很快應(yīng)用于研究電磁輻射與各種微觀粒子系統(tǒng)的相互作用,并研制出許多相應(yīng)的器件。這些科學(xué)理論和技術(shù)的快速發(fā)展都為激光器的發(fā)明創(chuàng)造了條件。如果一個系統(tǒng)中處于高能態(tài)的粒子數(shù)多于低能態(tài)的粒子數(shù),就出現(xiàn)了粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)狀態(tài)。那么只要有一個光子引發(fā),就會迫使一個處于高能態(tài)的原子受激輻射出一個與之相同的光子,這兩個光子又會引發(fā)其他原子受激輻射,這樣就實現(xiàn)了...
激光工作物質(zhì)是指用來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生光的受激輻射放大作用的物質(zhì)體系,有時也稱為激光增益媒質(zhì),它們可以是固體(晶體、玻璃)、氣體(原子氣體、離子氣體、分子氣體)、半導(dǎo)體和液體等媒質(zhì)。對激光工作物質(zhì)的主要要求,是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現(xiàn)較大程度的粒子數(shù)反轉(zhuǎn),并使這種反轉(zhuǎn)在整個激光發(fā)射作用過程中盡可能有效地保持下去;為此,要求工作物質(zhì)有合適的能級結(jié)構(gòu)和躍遷特性。激勵抽運系統(tǒng)是指為使激光工作物質(zhì)實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而提供能量來源的機(jī)構(gòu)或裝置。根據(jù)工作物質(zhì)和激光器運轉(zhuǎn)條件的不同,可以采取不同的激勵方式和激勵裝置,常見的有以下四種。光學(xué)激勵(光泵)。是利用外界光源發(fā)出的光來輻照工作物質(zhì)以實現(xiàn)...
激光器的發(fā)明是20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的一項重大成就。它使人們終于有能力駕駛尺度極小、數(shù)量極大、運動極混亂的分子和原子的發(fā)光過程,從而獲得產(chǎn)生、放大相干的紅外線、可見光線和紫外線(以至X射線和γ射線)的能力。激光科學(xué)技術(shù)的興起使人類對光的認(rèn)識和利用達(dá)到了一個嶄新的水平。激光器的誕生史大致可以分為幾個階段,其中1916年愛因斯坦提出的受激輻射概念是其重要的理論基礎(chǔ)。這一理論指出,處于高能態(tài)的物質(zhì)粒子受到一個能量等于兩個能級之間能量差的光子的作用,將轉(zhuǎn)變到低能態(tài),并產(chǎn)生第二個光子,同個光子同時發(fā)射出來,這就是受激輻射。這種輻射輸出的光獲得了放大,而且是相干光,即如多個光子的發(fā)射方向、頻率、位相、偏振完全相...
激光工作物質(zhì)是指用來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生光的受激輻射放大作用的物質(zhì)體系,有時也稱為激光增益媒質(zhì),它們可以是固體(晶體、玻璃)、氣體(原子氣體、離子氣體、分子氣體)、半導(dǎo)體和液體等媒質(zhì)。對激光工作物質(zhì)的主要要求,是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現(xiàn)較大程度的粒子數(shù)反轉(zhuǎn),并使這種反轉(zhuǎn)在整個激光發(fā)射作用過程中盡可能有效地保持下去;為此,要求工作物質(zhì)有合適的能級結(jié)構(gòu)和躍遷特性。激勵抽運系統(tǒng)是指為使激光工作物質(zhì)實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而提供能量來源的機(jī)構(gòu)或裝置。根據(jù)工作物質(zhì)和激光器運轉(zhuǎn)條件的不同,可以采取不同的激勵方式和激勵裝置,常見的有以下四種。光學(xué)激勵(光泵)。是利用外界光源發(fā)出的光來輻照工作物質(zhì)以實現(xiàn)...
激光工作物質(zhì)是指用來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生光的受激輻射放大作用的物質(zhì)體系,有時也稱為激光增益媒質(zhì),它們可以是固體(晶體、玻璃)、氣體(原子氣體、離子氣體、分子氣體)、半導(dǎo)體和液體等媒質(zhì)。對激光工作物質(zhì)的主要要求,是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現(xiàn)較大程度的粒子數(shù)反轉(zhuǎn),并使這種反轉(zhuǎn)在整個激光發(fā)射作用過程中盡可能有效地保持下去;為此,要求工作物質(zhì)有合適的能級結(jié)構(gòu)和躍遷特性。激勵抽運系統(tǒng)是指為使激光工作物質(zhì)實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而提供能量來源的機(jī)構(gòu)或裝置。根據(jù)工作物質(zhì)和激光器運轉(zhuǎn)條件的不同,可以采取不同的激勵方式和激勵裝置,常見的有以下四種。光學(xué)激勵(光泵)。是利用外界光源發(fā)出的光來輻照工作物質(zhì)以實現(xiàn)...
由于激光器備的種種突出特點,因而被很快運用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、精密測量和探測、通訊與信息處理、醫(yī)療、等各方面,并在許多領(lǐng)域引起了**性的突破。激光在上除用于通信、夜視、預(yù)警、測距等方面外,多種激光武器和激光制導(dǎo)武器也已經(jīng)投入實用。激光用作熱源。激光光束細(xì)小 ,且?guī)е薮蟮墓β?,如用透鏡聚焦,可將能量集中到微小的面積上,產(chǎn)生巨大的熱量。比如,人們利用激光集中而極高的能量,可以對各種材料進(jìn)行加工,能夠做到在一個針頭上鉆200個孔;激光作為一種在生物機(jī)體上引起刺激、變異、燒灼、汽化等效應(yīng)的手段,已在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)的實際應(yīng)用上取得了良好效果。激光作為一種在生物機(jī)體上引起刺激、變異、燒灼、汽化等效應(yīng)的手段。茶陵新...
介質(zhì)是固體的激光器,此種工作物質(zhì)通過燈丶半導(dǎo)體激光器陣列丶其他激光器光照泵浦得到激發(fā)。熱透鏡效應(yīng)是大多數(shù)固體激光器的一項缺陷。紅寶石激光器:世界上臺激光器,1960年7月7日,美國青年科學(xué)家梅曼宣布世界上臺激光器由誕生,這臺激光器就是紅寶石激光器,工作波長一般為6943,工作狀態(tài)是單次脈沖式,每脈沖在1ms量級,輸出能量為焦耳數(shù)量級。Nd:YAG(摻釹釔鋁石榴石):常用的固體激光器,工作波長一般為1064nm,這一波長為四能級系統(tǒng),還有其他能級可以輸出其他波長的激光。Nd:YVO4(摻釹釩酸釔):低功率應(yīng)用的固體激光器,工作波長一般為1064nm,可以通過KTP,LBO非線性晶體倍頻後產(chǎn)生53...
由于激光器備的種種突出特點,因而被很快運用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、精密測量和探測、通訊與信息處理、醫(yī)療、等各方面,并在許多領(lǐng)域引起了**性的突破。激光在上除用于通信、夜視、預(yù)警、測距等方面外,多種激光武器和激光制導(dǎo)武器也已經(jīng)投入實用。激光用作熱源。激光光束細(xì)小 ,且?guī)е薮蟮墓β?,如用透鏡聚焦,可將能量集中到微小的面積上,產(chǎn)生巨大的熱量。比如,人們利用激光集中而極高的能量,可以對各種材料進(jìn)行加工,能夠做到在一個針頭上鉆200個孔;激光作為一種在生物機(jī)體上引起刺激、變異、燒灼、汽化等效應(yīng)的手段,已在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)的實際應(yīng)用上取得了良好效果。早期激光加工用激光器主要是大功率CO2氣體激光器和燈泵浦固體YAG激光...
激光器,能發(fā)射激光的裝置。1954年制成了臺微波量子放大器,獲得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.湯斯把微波量子放大器原理推廣應(yīng)用到光頻范圍,1960年T.H.梅曼等人制成了臺紅寶石激光器。1961年A.賈文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人創(chuàng)制了砷化鎵半導(dǎo)體激光器。以后,激光器的種類就越來越多。按工作介質(zhì)分,激光器可分為氣體激光器、固體激光器、半導(dǎo)體激光器和染料激光器4大類。近來還發(fā)展了自由電子激光器,大功率激光器通常都是脈沖式輸出。激光器早是科學(xué)家 Gordon Gould在1958年搭建出來,但是直到1959年才發(fā)表相關(guān)論文,但在其申請的過程中卻被拒絕了,...
此后,量子力學(xué)的建立和發(fā)展使人們對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及運動規(guī)律有了更深入的認(rèn)識,微觀粒子的能級分布、躍遷和光子輻射等問題也得到了更有力的證明,這也在客觀上更加完善了愛因斯坦的受激輻射理論,為激光器的產(chǎn)生進(jìn)一步奠定了理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)40年代末,量子電子學(xué)誕生后,被很快應(yīng)用于研究電磁輻射與各種微觀粒子系統(tǒng)的相互作用,并研制出許多相應(yīng)的器件。這些科學(xué)理論和技術(shù)的快速發(fā)展都為激光器的發(fā)明創(chuàng)造了條件。如果一個系統(tǒng)中處于高能態(tài)的粒子數(shù)多于低能態(tài)的粒子數(shù),就出現(xiàn)了粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)狀態(tài)。那么只要有一個光子引發(fā),就會迫使一個處于高能態(tài)的原子受激輻射出一個與之相同的光子,這兩個光子又會引發(fā)其他原子受激輻射,這樣就實現(xiàn)了...
除自由電子激光器外,各種激光器的基本工作原理均相同。產(chǎn)生激光的必不可少的條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和增益大于損耗,所以裝置中必不可少的組成部分有激勵(或抽運)源、有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作介質(zhì)兩個部分。激勵是工作介質(zhì)吸收外來能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài),為實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。激勵方式有光學(xué)激勵、電激勵、化學(xué)激勵和核能激勵等。工作介質(zhì)有亞穩(wěn)能級是使受激輻射占主導(dǎo)地位,從而實現(xiàn)光放大。激光器中常見的組成部分還有諧振腔,但諧振腔( 見光學(xué)諧振腔)并非必不可少的組成部分,諧振腔可使腔內(nèi)的光子有一致的頻率、相位和運行方向,從而使激光有良好的方向性和相干性。而且,它可以很好地縮短工作物質(zhì)的長度,還能通過改變諧振腔長度來調(diào)節(jié)...