激光器光路示意图
激光原理与技术--第六章 激光在精密测量中的应用
半波长的奇数倍时----- 出现明纹。
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我们把k =士1的两个暗点之 间的角距离作为中央明纹的 角宽度．中央明纹的半角宽度
Δθ0≈λ∕a
◆暗纹中心位置公式:
◆明纹中心位置公式:
明纹 暗纹
◆光强分布公式:
单缝衍射测量仪器示意图
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6.1.2 激光干涉测长系统的组成
除了迈克尔孙干涉仪以外，激光干涉测长系统还包括激光光源、可移 动平台、光电显微镜、光电计数器、显示记录装置
7.干涉条纹计数时，通过移相获得两路相差π/2的干涉条纹的光强信号， 该信号经放大，整形，倒向及微分等处理,可以获得四个相位依次相差π/2 的脉冲信号（图6-5）。
图6-2 反射器
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6.1.2 激光干涉测长系统的组成
5.激光干涉仪的典型光路布局有使用角锥棱镜反射器的光路布局，如图6-3示。
图6-3 典型光路布局
6. 移相器也是干涉仪测量系统的重要组成部分。常用的移相方法有机械移相（图6-4）， 翼形板移相，金属膜移相和偏振法移相。
图6-4 机械法移相原理图
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基本原理
The Michelson interferometer is shown in Figure 1. The basic optical path of laser interferometer length measurement is a Michelson interferometer, and this makes use of interference fringes ,which are the traces of points owing the same path difference, to reflect the information of measured object. It uses the partially reflecting element P to divide the light from laser source into two mutually coherent beams which are reflected by M1 and M2 .The output intensity of an interferometer is a periodic function of the length difference between the measuring path and the reference path of the interferometer. Typical length measurements with a laser interferometer are performed by moving one reflector of the interferometer along a guideway and counting the periodic interferometer signal, e.g. the interference fringes. These results are unambiguous as long as the length difference between two consecutive measurements is within λ/2. Interpolation of the fringes can lead to a resolution of the length measurement below 1nm. The bright fringes occur when the path difference is kλ and the dark fringes when it is (k+1/2)λ,where k is any integer.
Zeiss 激光扫描共聚焦显微镜 操作手册
Zeiss 激光扫描共聚焦显微镜操作手册目录：1 系统的组成系统组成及光路示意图实物照片说明2 系统的使用2.1 开机顺序2.2 软件的快速使用说明2.3 显微镜的触摸屏控制2.4 关机顺序3 系统的维护1 系统的组成激光扫描共聚焦显微镜系统主要由：电动荧光显微镜、扫描检测单元、激光器、电脑工作站及各相关附件组成。
系统组成及光路示意图：电脑工作站激光器电动荧光显微镜扫描检测单元实物照片说明：电动荧光显微镜扫描检测单元CO2 培养系统控制器激光器电脑工作站2 系统的使用2.1 开机顺序（1）打开稳压电源（绿色按钮）等待2 分钟（电压稳定）后，再开其它开关（2）主开关[ MAIN SWITCH ]“ON”电脑系统[ SYSTEMS/PC ]“ON”扫描硬件系统[ COMPONENTS ]“ON”（3）打开[ 电动显微镜开关]打开[ 荧光灯开关]（注：具有5 档光强调节旋钮）（4）Ar 离子激光器主开关“ON”顺时针旋转钥匙至“—”预热等待约15分钟，将激光器[ 扳钮] 由“Standby”扳至“Laser run”状态，即可正常使用（5）打开[ 电脑开关]，进入操作系统注：键盘上也具有[ 电脑开关]2.2 软件的快速使用说明（1）电脑开机进入操作系统界面后，双击桌面共聚焦软件ZEN 图标（2）进入ZEN 界面，弹出对话框：“Start System”——初始化整个系统，用于激光扫描取图、分析等。
“Image Processing”——不启动共聚焦扫描硬件，用于已存图像数据的处理、分析。
（3）软件界面：1 功能界面切换：扫描取图（Acquisition）、图像处理（Processing）、维护（Maintain）（注：Maintain仅供Zeiss专业工程师使用）2 动作按钮；3 工具组（多维扫描控制）；4 工具详细界面；5 状态栏；6 视窗切换按钮；7 图像切换按钮；8 图像浏览/预扫描窗口；9 文档浏览/处理区域；10 视窗中图像处理模块动作按钮：Single ——扫描单张图片、并在图像预览窗口显示。
YAG激光器自由运转调Q和倍频实验
Nd:YAG激光器自由运转及调Q实验【实验目的】1.了解固体激光器的结构及工作原理（自由运转和染料调Q），掌握其调整方法；2.了解固体激光器的主要参数的测试技术；3.观察调Q脉冲经过KTP晶体实现倍频现象，了解倍频中相位匹配特性。
【实验原理】一、自由振荡1.固体激光器组成固体激光器主要由工作物质，泵浦光源和光学谐振腔三大部分组成。
常用的工作物质有红宝石，掺钕钇铝石榴石（Nd：YAG），钛宝石等晶体和钕玻璃等。
谐振腔常用两个平面或球面反射镜。
泵浦光源常用氙灯、氪灯、高压汞灯，碘钨灯。
在本实验中，激光器的主要元件为：①工作物质：掺钕钇铝石榴石（Nd：YAG）；②光学谐振腔：双氙灯，双椭圆聚光腔，重复脉冲电源；③谐振腔镜：双色镜，部分反射镜。
2.自由振荡固体激光器的输出特性自由振荡激光器输出激光脉冲的特点是具有尖峰结构，即由许多振幅、脉宽和间隔作随机变化的尖峰脉冲组成。
每个尖峰的宽度约为0.1～1 μs，间隔为数微秒，脉冲序列的时间长度大致等于闪光灯泵浦持续的时间。
这种现象称为激光器的弛豫振荡。
产生弛豫振荡的主要原因是：当激光器的工作物质被泵浦，上能级的粒子反转数超过阈值条件时，即产生激光振荡，使腔内光子密度增加而发射激光。
随着激光的发射，上能级粒子数被大量消耗，导致粒子反转数降低，当低于阈值水平时，激光振荡就停止，这时，由于光泵的继续抽运，上能级粒子反转数重新积累，当超过阈值时，又产生第二个脉冲，如此不断重复上述过程，直到泵浦结束。
可见每个脉冲都是在阈值附近产生的，因此脉冲的峰值功率水平较低，从这个作用过程可以看出，增加泵浦功率也是无助于峰值功率的提高，而只会使小尖峰的个数增加。
二、调Q 的概念在激光技术中 ，用品质因数 Q 来描述与谐振腔损耗有关的特性。
Q 值定义为2Q v π=腔内存储的激光能量每秒损耗的能量用W 表示腔内存储的能量，δ表示腔的单程损耗，且设谐振腔长度为L，工作介质折射率n，光速c，则Q 值可表示为22/W nLQ v Wc nL ππδδλ==式中λ0为真空激光波长。
激光器设计原理讲解
引言光纤传感器自20世纪70年代以来，以其具有的灵敏度高、耐腐蚀、抗电磁干扰能力强、安全可靠等特点取得了飞速的发展。
同时，这些特性也使它可以实现某些特殊条件下的测量工作，比起常规检测技术具有诸多优势，是传感技术发展的一个主导方向。
作为光纤传感器中关键的光学元件之一的光源，其稳定度直接影响着光纤传感器的准确度。
本文所涉及的光纤传感器采用的是半导体激光器光源，半导体激光器具有单色性好、方向性好、体积小、光功率利用率高等优点，但是，光功率输出受外界环境变化的影响较大。
因此，本文针对半导体激光光源的工作原理和特性，设计了一种简单可行的自动功率控制(APC)驱动电路，通过背向监测光电流形成反馈，实现恒功率控制。
并且，引入了慢启动电路，防止电源电压的干扰，使激光器不会受到每次开启电源时产生的过流冲击，延长了激光器的使用寿命。
经实验验证，该电路解决了激光器在使用中输出功率不稳定的问题，其稳定度优于0.5%，达到了较好的稳流效果。
1 光源的工作原理和特性目前，实际应用的光源有表面光发射二极管(LED)、激光二极管(LD)、超辐射二极管(SLD)、超荧光光源(SFS)等。
随着光纤传感技术的迅速发展，体积小、质量轻、功耗小、容易与光纤耦合的LD等半导体光源应用越来越广泛。
本文主要研究半导体LD的驱动设计。
1.1 LD发光机理分析LD的基本结构为：垂直于PN结面的一对平行平面构成法布里-珀罗谐振腔，它们可以是半导体晶体的解理面，也可以是经过抛光的平面。
其余两侧面则相对粗糙，用以消除主方向外其他方向的激光作用。
当半导体的PN结加有正向电压时，会削弱PN结势垒，迫使电子从N区经PN结注入P区，空穴从P区经过PN结注入N区，这些注入PN结附近的非平衡电子和空穴将会发生复合，从而发射出波长为λ的光子，其公式λ=hc/Eg， (1)式中 h为普朗克常数;c为光速;Eg为半导体的禁带宽度。
如果注入电流足够大，则会形成和热平衡状态相反的载流子分布，即粒子数反转。
激光拉曼实验讲义
激光拉曼实验讲义实验七激光拉曼实验预习思考题：1.什么叫瑞利散射线、斯托克斯线和反斯托克斯线，它们各⾃产⽣的原因是什么？2.拉曼光谱仪中的聚光镜、集光镜的作⽤分别是什么？3.简述如何实现单光⼦计数？⼀、实验⽬的1.了解拉曼散射的基本原理；2.学习使⽤拉曼光谱仪测量物质的谱线，知道简单的谱线分析⽅法。
⼆、实验原理当波束为0ν的单⾊光⼊射到介质上时，除了被介质吸收、反射和透射外，总会有⼀部分被散射。
按散射光相对于⼊射光波数的改变情况，可将散射光分为三类：第⼀类，其波数基本不变或变化⼩于5110cm --，这类散射称为瑞利散射；第⼆类，其波数变化⼤约为10.1cm -，称为布利源散射；第三类是波数变化⼤于11cm -的散射，称为拉曼散射；从散射光的强度看，瑞利散射最强，拉曼散射最弱。
在经典理论中，拉曼散射可以看作⼊射光的电磁波使原⼦或分⼦电极化以后所产⽣的，因为原⼦和分⼦都是可以极化的，因⽽产⽣瑞利散射，因为极化率⼜随着分⼦内部的运动（转动、振动等）⽽变化，所以产⽣拉曼散射。
在量⼦理论中，把拉曼散射看作光量⼦与分⼦相碰撞时产⽣的⾮弹性碰撞过程。
当⼊射的光量⼦与分⼦相碰撞时，可以是弹性碰撞的散射也可以是⾮弹性碰撞的散射。
在弹性碰撞过程中，光量⼦与分⼦均没有能量交换，于是它的频率保持恒定，这叫瑞利散射，如图7-1（a ）；在⾮弹性碰撞过程中光量⼦与分⼦有能量交换，光量⼦转移⼀部分能量给散射分⼦，或者从散射分⼦中吸收⼀部分能量，从⽽使它的频率改变，它取⾃或给予散射分⼦的能量只能是分⼦两定态之间的差值12E E E ?=-，当光量⼦把⼀部分能量交给分⼦时，光量⼦则以较⼩的频率散射出去，称为频率较低的光（斯托克斯线），散射分⼦接受的能量转变成为分⼦的振动或转动能量，从⽽处于激发态1E ，如图7-1（b ），这时的光量⼦的频率为0ννν'=-?；当分⼦已经处于振动或转动的激发态1E 时，光量⼦则从散射分⼦中取得了能量E ?（振动或转动能量），以较⼤的频率散射，称为频率较⾼的光（反斯托克斯线），这时的光量⼦的频率为0ννν'=+?。
光学实验主要仪器、光路调整与技巧
实验1光学实验主要仪器、光路调整与技巧引言不论光学系统如何复杂，精密，它们都是由一些通用性很强的光学元器件组成，因此掌握一些常用的光学元器件的结构和性能，特点和使用方法，对安排试验光路系统时正确的选择光学元器件，正确的使用光学元器件有重要的作用实验目的掌握光学专业基本元件的功能；调整光路，主要包括共轴调节、调平行光和针孔滤波。
基本原理(一)、光学实验仪器概述:主要含：激光光源，光学元件，观察屏或信息记录介质1. 激光光源;激光器即Laser(Light Amplification by stimulated emission of radiation)，原意是利用受激辐射实现光的放大．然而实际上的激光器,一般不是放大器,而是振荡器,即利用受激辐射实现光的振荡,或产生相干光。
.960年,梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器.现在被广泛用于各个行业激光的特性:(1)高度的相干性(2)光束按高斯分布激光器的分类:(1)气体激光器——He-Ne激光器,Ar离子激光器(2)液体激光器——染料激光器(3)固体激光器———半导体激光器,红宝石激光器本套实验方案的选择的激光器是气体型He-Ne内腔式激光器,波长为632.8nm的红光，功率2mW。
个别实验中还会用到白光点光源。
2、用于光学实验的元件一般包括：防震平台、分束镜、扩束镜、准直镜、反射镜、成像透镜、傅立叶变换透镜、多自由度微调器、可变光栏、观察屏等部件。
如果是全息实验还需要快门、干版架、自动曝光和显定影定时器、记录干版等。
（本实验方案中，扩束镜采用针孔空间滤波器，准直镜、成像透镜、傅立叶变换透镜均采用双凸透镜）⑴防震平台光学实验需要一个稳定的工作平台。
特别是对于全息图制作实验，由于是参考波和物光波干涉条纹的记录，如果在曝光过程中因为振动导致两光波有变化，就要影响干涉条纹的调制度。
通常要求该光波的振动变化小于十分之一波长。
影响稳定性的因素有震动、空气流和热变化等。
激光基础知识
按照 运转方式 分类：连续激光器、单次脉冲激光器、重复脉冲激光器、锁模激
光器、单模和稳频激光器、可调谐激光器
按照 显示波段 分类：远红外激光器、中红外激光器、近红外激光器、可见光激
光器、近紫外激光器、真空紫外激光器、X射线激光器
半导体激光器 半导体激光器，即用半导体材料（砷化镓GaAs、砷化铟InAs、铝镓砷 AlxGaAs、铟磷砷InPxAs）为工作物质的激光器。
品 品种 种不 不齐 齐
光器的 国内生产的光纤激 留在1μm 激射波长至今仍停 已经成 的波段上，而国外 2μm波长 功开发出1.5μm和 光器， 的人眼安全光纤激 安全光 这使得中国在人眼 到限制。 纤激光应用方面受
一 单一 长单 波长 波
缺 缺乏 乏高 高端 端产 产品 品
在高重复率、脉宽为皮 秒 或飞秒量级的商用超短 光 脉冲的锁模激光器方面 存 在很大的空白
半导体激光器结构图
PN结——半导体激光器的心脏 将P型半导体和N形半导体"紧密接触"，其接触面就形成PN结，在PN 结界面上存在多数载流子梯度，因而产生扩散运动，形成空间电荷区 及内部电场
零偏压时的PN结能带图
正向偏压时的PN结能带图
一些常见半导体激光器
单管 / C-mount封装
单管 / F-mount封装
常见的 工作物 质
液体
有机化合物液体 无机化合物液体
GaAs 、GaN……
半导体
自由电子
自由电子束
激光器“有多少种”？
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激光器
按照 工作物质 分类：固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器、
自由电子激光器
深圳大学光学实验主要仪器、光路调整与技巧
通过前后移动白屏的方法先使激光光束与台面平行再将透明物扩束镜双凸透镜依次摆好调节它们的取向和高低左右位置凭眼睛观察再让光斑物镜的几何中心处在一条直线上这样便使透镜镜的主光轴与平台面平行且共轴光斑也最大限度得到利用
深圳大学实验报告
课程名称：
工程光学（1）
实验名称： 实验一 光学实验主要仪器、光路调整与技巧
激光器
扩束镜
准直镜
图 1-2 共轴调节示意图 2）粗调－自准直法。沿光束传播方向，前后轴向移动准直透镜，直到从自准直 反射镜反射回来的自准直像落在针孔表面，并于针孔重合。或者在准直镜后放一观察 屏，如图 1－3 所示，前后移动，观察准直后光斑的变化，若在一个较大范围内光斑 直径几乎无变化，可视为准直成功，完成粗调。在调节中要注意光斑变化和准直镜移 动方向的关系，从而很快达到粗调的效果。
学院：
光电工程学院
专业：
指导教师：
报告人：
学号：
组别：
实验时间：
2015 年
实验报告提交时间：
教务处制
一、 实验目的与要求： 掌握光学专业基本元件的功能；
掌握基本光路调试技术，主要包括共轴调节和调平行光
二、 实验器材：
光学实验仪器主要包括：光源，光学元件，接收器等。
1） 氦氖激光器
8）燕尾式平移台
各个透镜的主光轴重合（即共轴），并使物体位于透镜的主光轴附近。另外，为了最 大限度的利用激光扩束后的面光源，所有透镜的主轴都需要大致通过光斑中心，才能 获得清晰的像。
共轴调节使物、观察屏的中心处在透镜光轴上，并使各光学元件共轴，达到共轴 能保证近轴光线的条件成立。共轴调节一般分为两步骤进行：
1）第一步粗调，即用眼睛观察，使物、观察屏与透镜中心大致在一条直线上。 粗调的方法如下：通过前后移动白屏的方法先使激光光束与台面平行，再将透明物、 扩束镜、双凸透镜依次摆好，调节它们的取向和高低左右位置，凭眼睛观察，再让光 斑、物、镜的几何中心处在一条直线上，这样便使透镜镜的主光轴与平台面平行且共 轴，光斑也最大限度得到利用。
实验一光学实验主要仪器、光路调整与技巧
实验一光学实验主要仪器、光路调整与技巧1.引言不论光学系统如何复杂，精密，它们都是由一些通用性很强的光学元器件组成的，因此，掌握一些常用的光学元器件的结构，光学性能、特点和使用方法，对于安排实验光路系统时，正确的选择和使用光学元器件具有重要的作用。
2.实验目的1)掌握光学专业基本元件的功能；2)掌握基本光路调试技术，主要包括共轴调节和调平行光。
3.实验原理3.1光学实验仪器概述:光学实验仪器主要包括：光源，光学元件，接收器等。
3.1.1常用光源光源是光学实验中不可缺少的组成部分，对于不同的观测目的，常需选用合适的光源，如在干涉测量技术中一般应使用单色光源，而在白光干涉时又需用能谱连续的光源（白炽灯）；在一些实验中，对光源尺寸大小还有点、线、面等方面的要求。
光学实验中常用的光源可分为以下几类：1）热辐射光源热辐射光源是利用电能将钨丝加热，使它在真空或惰性气体中达到发光的光源。
白炽灯属于热辐射光源，它的发光光谱是连续的，分布在红外光、可见光到紫外光范围内，其中红外成分居多，紫外成分很少，光谱成分和光强与钨丝温度有关。
热辐射光源包括以下几种：普通灯泡，汽车灯泡，卤钨灯。
2）热电极弧光放电型光源这类光源的电路基本上与普通荧光灯相同，必须通过镇流器接入220V点源，它是使电流通过气体而发光的光源。
实验中最常用的单色光源主要包括以下两种：纳光灯（主要谱线：589.3nm、589.6nm），汞灯（主要谱线：623.4nm、579.0nm、577.0nm、546.1nm、491.6nm、435.8nm、407.9nm、404.7nm）3）激光光源激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，缩写：LASER)，是指通过辐射的受激辐射而实现光放大，即受激辐射的光放大。
激光器作为一种新型光源，与普通光源有显著的差别。
它是利用受激辐射的原理和激光腔的滤波效应，使所发光束具有一系列新的特点。
He-Ne激光器的旁侧光谱
He-Ne 激光器的旁侧光谱一、引言He —Ne 激光器是应用广泛的一种原子气体激光器。
对于放电激励的气体激光器，其输出功率及效率都与发生受激辐射时各有关能级的粒子数分布密切相关。
因此，研究气体放电过程中某些能级的粒子数分布具有重要意义。
本实验通过测量放电等离子体辐射的光谱强度，研究分析He —Ne 激光器在不同条件下有关能级粒子数的分布情况。
了解用光强法进行光谱分析的原理和方法，并学会使用锁相放大器对微小信号进行测量。
二、实验原理1． 概述激光器由三部分组成：工作物质，谐振腔和激励能源。
根据使用要求的不同，有各种具体的结构形式。
图8-3-1是外腔式He —Ne 激光器的示意图。
R 1，R 2为镀有多层介质膜的反射镜，其中一块为部分透射，它们组成谐振腔。
A 为气体放电管，内部充有一定总气压和一定He 、Ne 混合比的气体为工作物质。
D 1为阳极，D 2为阴极，与直流高压电源相接。
电源电压通过阳极钨棒和阴极铝筒加到放电管两端，形成气体辉光放电，在毛细管中产生等离子体。
等离子体中处在激发态上的氖原子是激光工作物质，它们发生受激辐射时起光的增益放大作用。
由放电管两端的高反射膜板的反射提供光学反馈形成振荡，并从部分透射端输出，得到所需要的激光。
用受激辐射将光放大，必须使高能态的粒子数多于低能态的粒子数，即实现上、下能级间的粒子数反转。
He —Ne 激光器是通过原子碰撞实现粒子数反转的。
在放电管中充以一定比例的He 、Ne 混合气体，直流放电将He 激发至亚稳态。
由于跃迁选择定则的限制，被激发的He 只能通过碰撞将激发能转移给Ne ，使Ne 处于激光上能级，而Ne 的激光下能级衰变很快，由此造成高、低能态之间粒子数反转。
使两能级间产生受激辐射，即可将光放大。
与He —Ne 激光器有关的能级结构及跃迁情况如图8-3-2所示。
图中，用符号n L S J 21+表示He 原子的能级，采用一般激光理论中常用的帕邢(Paschen)符号标记Ne 原子能级，它是一种经验符号。
固体激光器ppt课件
§5.1.1 固体激光器的基本结构与工作物质
一、固体激光器的基本结构
1. 激光工作物质 2. 泵浦系统 3. 谐振腔 4. 冷却系统 5. 滤光系统
图5-1 固体激光器的基本结构示意图
长脉冲固体激光器的基本结构示意图(冷却、滤光系统未画出)
固体激光器的基本结构
激光二极管端面泵浦固体激光器结构示意图 激光二极管侧面泵浦固体激光器结构示意图
5.1.4 新型固体激光器
1. 半导体激光器泵浦的固体激光器 ➢半导体激光器泵浦固体激光器的结构，有如图(5-7)(a)所 示的端泵浦方式和图(5-7)(b)所示的侧泵浦方式。
图(5-7) 半导体激光器泵浦固体激光器的结构示意图
优点：模式匹配好， 阈值低，效率高 光束质量好
优点：可获得大功率输出
5.1.4 新型固体激光器
§5.1 固体激光器
固体激光器是以掺杂离子的绝缘晶体或玻璃作为工作物质的 激光器。
固体激光器主要特点： ① 运行方式多样。可在连续、脉冲、调Q及锁模下运行，获得
高平均功率、高重复频率、高单脉冲能量和高峰值功率； ② 能实现激光运转的固体工作物质多达数百种，激光谱线数千
条，多工作于可见光及红外光区，通过频率变换技术可到紫 外区； ③ 固体激光器系统简单，工作容易，传输灵活，可接光纤； ④ 结构紧凑，牢固耐用，价格低廉，应用前景广泛。 固体激光器应用： 目前固体激光器在激光应用中占有极其重要的地位，可用于 材料加工、激光测距、激光光谱学、激光医疗、激光化工、 激光分离同位素及激光核聚变等。
图(5-2) 红宝石中铬离子的吸收光谱
❖ 吸收特性与光的偏振状态有关（各向异性图(5导-3)致红宝）石中铬离子的能级结构 ❖ 红宝石晶体在可见光区有两个强吸收带：
激光原理实验
激光原理实验激光安全须知实验一Nd3+:YAG激光器的安装与调试实验二Nd3+:YAG激光器参数测量实验三高斯光束远场发散角测量实验四氦氖激光器模式测量实验五电光调Q脉冲YAG激光器实验六KTP晶体倍频YAG激光器实验七YAG激光放大器激光安全须知1 大功率调Q脉冲激光装置所在地应有明确标志，非实验人员不得进入激光工作区域。
2 不可直视激光束(迎着激光束射来的方向看)和它的反射光束，不允许对激光器件做任何目视的准直操作。
3 对于不可见的红外激光束，实验者更应了解实验的光路布局，并避免使自己的头部保持在激光束高度所在的水平面内。
4 实验区域内不应存在任何带有闪亮表面的物体。
实验者应从身上除去此类饰物、手表与徽章等。
5 不可在有激光照射的情况下移动任何反射镜、光阑、能量汁探头和光谱仪器等。
6 不允许将激光束瞄准任何人体、动物、车辆、门窗和天空等。
对于由此而带来的对目的物的伤害，操作者负有法律责任。
7 不得在未停机或未确认储能元件均已放电完毕的情况下检修激光设备，避免造成电击伤害。
实验一Nd3+:YAG激光器的安装与调试一、实验目的1、通过对Nd3+:Y AG激光器的安装与调试熟悉固体激光器的结构和工作原理。
2、学会调整光学谐振腔的基本方法。
3、要求将激光器调整到有最佳输出状态。
二、仪器设备YAG棒：φ6Х80mm 脉冲氙灯：φ6Х80mm 半反镜透过率：T=80%谐振腔长：500mm 储能电容：100μF 聚光腔：1个激光电源：1台水冷设备：一套光学平台及支架：一套黑相纸：若干红光LED指示光源光源：一支小孔光阑：一个三、实验原理1、固体激光器基本结构YAG 棒图1、固体激光器基本结构固体激光器主要由工作物质，激励源和光学谐振腔三部分组成，其结构如图1。
本实验用激光器，工作介质φ6×80mm，泵灯为脉冲氙灯，尺寸为φ7×80mm，聚光腔采用镀银金属腔。
聚光腔的作用是使光泵发出的光更有效地集中照射到工作物质上，从而提高激光器的总体效率。
Zeiss 激光扫描共聚焦显微镜 操作手册
Zeiss 激光扫描共聚焦显微镜操作手册目录：1 系统的组成系统组成及光路示意图实物照片说明2 系统的使用2.1 开机顺序2.2 软件的快速使用说明2.3 显微镜的触摸屏控制2.4 关机顺序3 系统的维护1 系统的组成激光扫描共聚焦显微镜系统主要由：电动荧光显微镜、扫描检测单元、激光器、电脑工作站及各相关附件组成。
系统组成及光路示意图：电脑工作站激光器电动荧光显微镜扫描检测单元实物照片说明：电动荧光显微镜扫描检测单元CO2 培养系统控制器激光器电脑工作站2 系统的使用2.1 开机顺序（1）打开稳压电源（绿色按钮）等待2 分钟（电压稳定）后，再开其它开关（2）主开关[ MAIN SWITCH ]“ON”电脑系统[ SYSTEMS/PC ]“ON”扫描硬件系统[ COMPONENTS ]“ON”（3）打开[ 电动显微镜开关]打开[ 荧光灯开关]（注：具有5 档光强调节旋钮）（4）Ar 离子激光器主开关“ON”顺时针旋转钥匙至“—”预热等待约15分钟，将激光器[ 扳钮] 由“Standby”扳至“Laser run”状态，即可正常使用（5）打开[ 电脑开关]，进入操作系统注：键盘上也具有[ 电脑开关]2.2 软件的快速使用说明（1）电脑开机进入操作系统界面后，双击桌面共聚焦软件ZEN 图标（2）进入ZEN 界面，弹出对话框：“Start System”——初始化整个系统，用于激光扫描取图、分析等。
“Image Processing”——不启动共聚焦扫描硬件，用于已存图像数据的处理、分析。
（3）软件界面：1 功能界面切换：扫描取图（Acquisition）、图像处理（Processing）、维护（Maintain）（注：Maintain仅供Zeiss专业工程师使用）2 动作按钮；3 工具组（多维扫描控制）；4 工具详细界面；5 状态栏；6 视窗切换按钮；7 图像切换按钮；8 图像浏览/预扫描窗口；9 文档浏览/处理区域；10 视窗中图像处理模块动作按钮：Single ——扫描单张图片、并在图像预览窗口显示。
激光焊接设备
第四章
金属连接成形设备及自动化
激光焊(Laser Welding)是利用高能量密度的激光束作为热源进行焊接的
一种高效精密的焊接方法。因而激光焊在汽车、钢铁、船舶、航空、轻工 等行业得到了日益广泛的应用，特别是随着航空航天、微电子、医疗及核 工业等行业的新材料及特殊结构的出现，更显出激光焊的优越性和重要作 用。
激光光波入射材料时，材料中的带电粒子依着光波电矢量的步调 振动，使光子的幅射能变成了电子的动能。经过一定过程再转化为热 能。同时，光子在轰击金属表面时还伴随着产生强烈的金属蒸气，而 可减少激光能量的反射。
2021/1/27
精品课程
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4.4.1 激光焊原理及分类
第四章
金属连接成形设备及自动化
（2）激光焊分类
工业用横流CO2激光器，电激励两电极结构目前主要有管（阴极）─板（阳极）放 电结构和针（阴极）─板（阳极）放电结构两种。后者在高功率CO2激光器中占主导 地位。高功率横流CO2激光器的谐振腔主要有稳定腔（包括多折腔）和非稳腔两种。 稳定控多为多模输出，主要适用于激光热处理等工艺；非稳腔可输出单模环形光束， 适用于激光切割和焊接工艺。图4-73即为一种采用多折腔和管一板放电结构的横流 CO2激光器简图。
激光焊通常按激光对工件的作用方式以及作用在工件上功率密度进行分类。 按照激光发生器工作性质的不同，激光有固体、半导体、液体、气体激光之分。 根据激光对工件的作用方式和激光器输出能量的不同，激光焊可分为连续激光焊 和脉冲激光焊。按激光聚焦后光斑作用在工件上功率密度的不同，激光焊可分为 传热焊（功率密度小于105W/cm3）和深熔焊（锁孔焊）。
图4-79为该机的电气控制系统框图，由五轴联动计算机数控（CNC）和伺服驱 动单元、系统逻辑控制单元、激光焦点位置控制单元以及示教单元组成。
激光器光路系统的组成-概述说明以及解释
激光器光路系统的组成-概述说明以及解释1.引言1.1 概述激光器是一种将电能转化为激光能的设备，它在现代科技和工业领域发挥着重要作用。
激光器的光路系统是激光器的核心组成部分，它决定了激光器的性能和输出功率。
光路系统由多个元件组成，包括透镜、反射镜、光栅、偏振片等，它们共同构成了光学腔。
通过精心设计和优化光路系统，可以提高激光器的效率和稳定性，实现更精确的激光输出。
本文将介绍激光器光路系统的组成要素及优化设计方法，以探讨如何提升激光器的性能和应用价值。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分中，首先概述了激光器光路系统的重要性，然后介绍了文章的结构和目的，为读者提供了整体的阅读框架。
正文部分分为三个小节，分别是激光器的基本原理、光路系统的组成要素以及激光器光路系统的优化设计。
在这部分，将会深入探讨激光器的工作原理、光路系统中各个要素的作用和功能，以及如何优化设计光路系统以提高激光器的性能。
在结论部分，将对激光器光路系统的重要性进行总结，展望未来的发展趋势，并以简洁的结束语来概括文章的主要内容，为读者留下深刻的印象。
整个文章结构清晰，逻辑性强，希望能给读者带来新的启发和认识。
1.3 目的激光器光路系统作为激光器的核心部件，其设计和优化对于激光器性能的提升至关重要。
本文的目的在于深入探讨激光器光路系统的组成要素及优化设计策略，帮助读者更好地理解和应用激光器光路系统，提高激光器的输出功率、波长稳定性和光束质量，推动激光技术在各个领域的应用和发展。
同时，本文旨在引起更多研究者对激光器光路系统的关注，促进相关领域的研究和合作，为激光技术的进步和创新做出贡献。
2.正文2.1 激光器的基本原理激光器是一种能够产生聚焦、一定波长和相干性极高的光束的装置。
其基本原理是通过对物质进行激发，使之产生受激辐射，从而产生激光。
在激光器中，主要有三个要素：激发源、增益介质和谐振腔。
首先，激发源通常是一种能够提供能量的装置，例如激光二极管、氙灯等。
铝电解电容器阳极箔表面阵列微孔的激光打孔装置
基金项目：新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目（2022D01A50）；2022年度新疆维吾尔自治区重点研发专项“机械装备关键零部件先进表面工程关键技术研发（2022B01036）作者简介：张丽（1994－），女，新疆伊犁人，硕士研究生，讲师，主要从事材料表面改性方面的工艺研发和电容器试验研究。
收稿日期：2023-12-20铝电解电容器阳极箔表面阵列微孔的激光打孔装置张丽，刘青，温骑，杜圳，武玉柱（新疆工程学院机电工程学院，乌鲁木齐830023）摘要：伴随着电子技术的兴起与发展，电子器件的装配密度和集成性进一步提高，同时这也对铝电解电容器的性能提出了新的要求。
传统工艺多采用电化学腐蚀进行制备，无法对隧道孔的大小、深度分布等进行控制。
相比之下，激光照蚀则可得到孔的大小、深度均匀的铝箔。
铝电解电容器激光打孔装置实现了自动化加工电解电容多孔铝箔，节约了大量的人力物力资源，使多孔铝箔向着更加高效化和智能化的方向前进。
详细介绍了运用激光打孔装置制造阳极箔的优点以及激光打孔装置的整体、各部分构造和工作原理，结合国内外的同类课题研究情况，为后续的阳极箔生产提供依据。
关键词：激光打孔；铝电解电容器阳极箔；预热冷却系统；超快激光系统；卷平装置系统中图分类号：TM535+.1文献标志码：A文章编号：1005-4898（2024）02-0011-06doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2024.02.020前言铝电解电容器阳极箔在国内外有广阔的市场需求空间，随着电子产品不断更新换代，铝电解电容器作为基础的电子元件，市场对它的性能要求也越来越高，这就使铝电解电容器朝着小型化、片式化、高压大容量、低成本和高频低阻抗的方向发展[1]。
铝电解电容器的结构主要包括阳极和阴极两个电极板。
阳极其实是一种特殊定制的阀金属，并且为了提高阀金属在实际使用过程中的效果，加工时会利用一些特定的方法使其表面生成一层具有单向导电作用的氧化膜；而所谓的阴极则为表面经简单处理的金属铝箔。
单块非平面环形腔激光器
单块非平面环形腔激光器将传统激光器中的激光增益介质与光学共振腔集成到单块晶体上，具有结构紧凑、工作性能非常稳定的优点，可以输出光束质量好、相干长度长、谱线宽度窄、单色性好的激光。
该型激光器通常采用半导体激光器端面泵浦，可以将泵浦光以较小损失经由聚光系统耦合进激光晶体中，同时泵浦光的模式与振荡光的模式匹配效果好，因而增益介质对泵浦光的利用率相对较高。
本文采用琼斯矩阵分析腔内传输光的偏振态，编制程序计算两个相反环向传输光之间的损耗差及最小损耗，然后利用该程序设计一个理论上可行的单块非平面环形腔激光器。
实验部分，测试了输出波长分别为1064nm和1319nm的Nd:YAG单块非平面环形腔激光器，探讨了各项参数对该型激光器的影响，为实际设计制造该种激光器打好实践基础。
关键词:单块非平面环形腔，端面泵浦，琼斯矩阵1Monolithic non-planar ring laser integrates the laser gain medium and optical resonator used in the traditional laser into monolithic crystal, which has the advantages of compactness and stable performance. And the output of this kind of laser has the advantages of excellent beam quality, long coherence length, narrow line width and good monochromatic.This kind of laser is usually end-pumped by semiconductor laser, in this way the pumping beam can be coupled into gain medium by condenser system at a little loss. At the other hand, the pattern matching of pumping light and oscillating light is effective, so the utilization coefficient of pumping light is relatively high in the gain medium.This article will use Jones matrix to analyze the polarization state of this kind of laser, programming to calculate the loss difference between two reverse rings and the minimum loss, then we use this program to design a theoretically possible monolithic non-planar ring laser, then we will test two such lasers which can output different wavelengths to check their actual performance, preparing for the actual production of monolithic non-planar ring laser.Key words: monolithic non-planar ring, end-pumped, Jones matrix目录第一章引言 (5)第二章单块非平面环形腔激光器的结构与理论分析 (6)2.1行波环形腔振荡器的结构与原理 (6)2.2单块非平面环形腔晶体结构及光路分析 (7)2.3偏振态的琼斯矩阵描述 (8)2.3.1偏振光的琼斯矩阵表示 (8)2.3.2偏振器件的琼斯矩阵表示 (9)2.4 单块非平面环形腔的偏振态理论 (11)2.4.1坐标系的规定 (11)2.4.2 输出耦合面A点的琼斯矩阵表达式 (13)2.4.3在B、C、D点反射的琼斯矩阵表达式 (14)2.4.4传输过程坐标系变换产生的琼斯矩阵变化 (14)2.4.5法拉第旋光效应引起的琼斯矩阵变化 (15)2.4.6 CCW与CW方向一次往返环路的琼斯矩阵 (15)2.5本征值 (16)2.5.1本征值的求解 (16)2.5.2 环绕一周各本征模的损耗 (16)2.6本章小结 (17)第三章单块非平面环形腔激光器的数值模拟 (18)3.1晶体材料的选择 (18)3.2 单块非平面环形腔激光器的参数与设计程序 (19)3.2.1参数选择原则与设计程序 (19)3.2.2设计程序流程和正确性验证 (20)3.3 磁场对损耗差及最小损耗的影响 (22)3.4 角A变化对最小损耗及损耗差的影响 (22)3.5 角β对最小损耗及损耗差的影响 (23)3.6 r s与r p选择对损耗差及最小损耗的影响 (24)3.7 AE及CE的选择 (25)3.8 本章小结 (26)3第四章实验研究 (27)4.1单块非平面环形腔激光器实验研究 (27)4.3 本章小结 (29)第五章总结 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第一章引言激光是基于原子、分子等受激发射放大而产生的一种相干辐射光，是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明。