高能束表面处理
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2. 泵浦光源 (guāngyuán )
3. 聚光腔 4. 谐振腔 5. 冷却
精品资料
（1）红宝石（Cr3+：Al2O3)激光器
1960-5-17，Ted Maiman 发明(fāmíng)第一台激光器
精品资料
梅曼正在(zhèngzài)演示他的第 一只红宝石激光器
第一台红宝石激光器原理图
精品资料
l 掺杂(chān zá)材料：稀土元素（Nd3+，Er3+，Ho3+， Sm2+，Er2+）
l
过渡金属（Cr3+，Ni3+）
精品资料
固体(gùtǐ)激光器的特 点
能量大，峰值功率高 结构紧凑、牢固(láogù)耐用 连续输出功率不如气体激光器
精品资料
固体(gùtǐ)激光器基本结构
1. 固体激光工作 物质
精品资料
E2 四能级 E2 四能级 三能级
Nd-YAG激光器的特性(tèxìng)
1. 连续或脉冲工作方式
2. 脉冲频率：10-100Hz
3. 连续功率输出：10-100w
Hale Waihona Puke 4. 脉冲输出功率：50mJ—10J
5. 波长: 1.06um，采用非线性晶体倍频(bèi pín)，可实现
6.
二倍频(bèi pín)：532nm
按谐振腔：内腔激光器、外腔激光器、环形腔激光器折叠腔激光 器等
精品资料
根据工作(gōngzuò) 物质分类
固体激光器 ：红宝石，Nd:YAG，钕玻璃
气体激光器
：He—Ne，CO2，离子激光器
液体激光器
：染料激光器
半导体激光器
：同质结，异质(yì zhì)结，量子 阱
精品资料
1.2.2 固体(gùtǐ)激光器
（3）荧光线宽较大，有100多个纵模振荡，单色性差。 （4）激光上能级寿命长（3ms），有利于储能，输出能量大。 （5）激光器输出红光，适合应用需要。
（6）调Q巨脉冲：峰值(fēnɡ zhí)功率几十MW，脉宽几十ns。
精品资料
红宝石激光器特性(tèxìng)
脉冲光源泵浦 波长：694.3nm 脉冲宽度(kuāndù)：
精品资料
3.高相干性 相干性主要描述光波各个部分的相位关系。因为它的频率 很单纯，从激光器发出的光就可以步调一致地向同一方向 传播，可以用透镜把它们会聚到一点上，把能量高度集中 起来，这就叫相干性高。 4.高亮度 激光器发射出来的光束非常强，通过聚集集中到一个极小 的范围之内，可以获得极高的能量密度或功率密度，聚集 后的功率密度可达1014W/cm2，在焦点附近(fùjìn)产生 数千度乃至上万度的高温，这就使其可能可加工几乎所有 的材料。
光等）
光谐振腔
将受激放大的光储存在腔模中（增加放大器
等效长度，
增加模密度）
激光结构：M1 反射镜，M2 输出耦合 镜（反射率R2 决定(juédìng)腔内外强 度差）
1. 激光体，2. 光泵浦能量，3. 反射镜， 4.输出功率藕合器，5. 激光束
精品资料
1.2.1 激光器的分类(fēn lèi)
硅酸盐硼酸盐磷酸盐玻璃有高的机械强度高的导热特性能量大峰值功率高结构紧凑牢固耐用连续输出功率不如气体激光器固体激光工作物质冷却1960517tedmaiman发明第一台激光器2233梅曼正在演示他的第一只红宝石激光器第一台红宝石激光器原理图利用石英晶体把红宝石激光器发出的红光变成蓝光红宝石是在三氧化二铝a1生长成的晶体重量比为003007吸收光谱特性主要取决于铬离子cr各向异性晶体具有双折射
l 主材料：晶体或玻璃
l
晶体：1)金属氧化物 Al2O3，氧化钇Y2O3，
钇铝石榴石Y3Al5O12（YAG）。
l
2)铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐等。铝酸钇
YALO3(YAP)、氟磷酸钙Ca(PO4)3F等。
l
3) 氟化物晶体：氟化钙CaF2、氟化钡BaF
l
玻璃：硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐玻璃
l
（有高的机械强度、高的导热特性）
精品资料
CO2激光器基本(jīběn)结构
精品资料
放电管内径(nèi jìnɡ)：1-几厘米 放电管长：1-几米
CO2气体激光器基本 (jīběn)结构
精品资料
发光(fā ɡuānɡ)原理
有对称振动、形变振动、反对称振动三种(sān zhǒnɡ)形式。 能量 EE1 E2 E3， E1为电子运动E能 2为量分，子中原子的 量振动能 E3为分子整体转动能量
主要特点：输出功率和能量相当大，既能连续工作，又能脉冲工 作，连续工作输出功率达到几十万瓦，脉冲工作脉宽大 (kuāndà)ns量级，峰值功率达TW，能量转换效率达20~25%； 输出波长分布在9～18 m，已观察到上百条谱线，其中 10.6 m最重要。
构成CO2激光器谐振腔的两个反射镜放置在可供调节的腔片架上 ，最简单的方法是将反射镜直接贴在放电管的两端。
质
通过受激辐 射产生确定 模式的光子 （波长、位 相相同）
两平行反射 通过选膜：产 面组成：光 用同方向，同 学谐振腔 频率，同位相
的激光
精品资料
1.激2光激器的光基表本面构成处理设备
增益介质(jièzhì)
光放大器（粒子数反转，粒子数不
再遵守Boltzman 分布）
泵浦源
为放大器提供能量（闪光灯、放电、其它激
R1线比R2线优先振荡。R1线一
旦振荡，2A上的粒子及时补充到 E
上，因此不形成R2线振荡输出。 激光振荡时只有694.3nm的激光 输出。
红宝石中铬离子(lízǐ)的三能级结构
精品资料
输出特性
（1）三能级系统，阈值泵浦能量高，以脉冲(màichōng)方式运转
（2）温度效应明显（温度升高，移向长波，线宽增加）。温度增 加10度，波长变化0.07nm。
精品资料
激发(jīfā)过程
（1）上能级的激发：电子与CO2分子直接碰撞激发；高速电子 与N2分子碰撞， N2再与基态的CO2分子发生能量的共振 (gòngzhèn)转移。 （2）发射激光：上能级的CO2分子向不同的下能级跃迁，产生 10.6 m和9.6 m的激光，存在谱线竞争，但10.6 m的跃迁 几率大。 （3）下能级的弛豫：从激光下能级到基态的辐射跃迁是禁戒的 ，只能分两步辐射跃迁到基态，但辐射跃迁几率很小。下能级的 弛豫主要是靠碰撞跃迁，分两步来实现。下能级的CO2分子与 基态CO2分子碰撞回到010能级，然后再与基态He原子碰撞回 到基态。He气还有很好的导热性质，可降低混合气体的温度。
1、 激光表面(biǎomiàn)处理 2、 电子束表面(biǎomiàn)处理 3、 离子注入表面(biǎomiàn)改 性
精品资料
1、激光表面(biǎomiàn)处理
主要内容： 1、激光的特点(tèdiǎn) 2、激光表面处理设备 3、激光表面处理技术
精品资料
1.1 激光(jīguāng)简介
Y带：510~600nm
（峰550nm）
入射光偏振方向平行或垂直光轴，吸收谱略有差别。
精品资料
发射谱辐射(fúshè)波长： R1线：694.3n（强） R2线：692.9n（弱） 2E能级分解成二个能级： 2A、E，△E=29cm-1
2A 上的粒子数占47%，
E 上的粒子数占53%，而且 2A 与 E 之间存在快速弛豫，所以
可获得窄的谱线宽度(10-5-10-6nm)
精品资料
染料(rǎnliào)激光器结构示 意图
精品资料
激光(jīguāng)（Laser）
通过辐射线的受激放射达到光的放大，简称激光。
主要特点：
1. 高单色性
2. 高方向性 3. 高相干性 4. 高亮度
1. 激光体，2. 光泵浦能量，3. 反射镜， 4.输出功率藕合器，5. 激光束
精品资料
1.高单色性 受激辐射光（激光(jīguāng)）是原子在发生受激辐射时释放出来 的光，其具有相同的位相和波长，其频率组成范围非常狭窄，就 是受激辐射光单色性非常好。由于激光(jīguāng)的单色性极高， 从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上，得到很高的功率密度。 激光(jīguāng)的单色性是实现激光(jīguāng)加工的重要因素。 2.高方向性 激光(jīguāng)光束的发散角可以小于一到几个毫弧度，可以认为 光束基本上是平行的。激光(jīguāng)的高方向性使其能在有效地 传递较长的距离的同时，还能保证聚焦得到极高的功率密度。
气体激光器的工作物质：气体或蒸汽 波长(bōcháng)范围：紫外到红外 优点： 1.工作物质均匀性好，光束质量好 2. 连续输出功率高 3. 转换效率高 4. 结构简单 5. 成本低 应用：准直、导向、计量、材料加工、全息术、医学、农业育
种、国防等
精品资料
（1）CO2激光器
工作物质为二氧化碳，加入氮气、氦气作为辅助气体，以提高输 出功率和效率。
精品资料
1.2 激光表面(biǎomiàn)处理设备
激光器工作(gōngzuò) 原理：
外激发源
工作物质 （增益介质）
输出Laser 谐振腔
种类
作用
种类
作用
种类
作用
电源： 光 源:
提供泵 气体、固体、液
如CO2 如红宝石YAG浦能量 体、半导体、等
He-Ne 激光器(氙灯,
离子体、化学物
激光器 氪灯)
~1ms
脉冲能量：100J 脉冲频率：几Hz 电光效率：0.1%~1%
红宝石激光器的缺点：
1. 需要高能量的泵浦光源
2. 较低的效率
3. 冷却困难，使输出脉冲频 率不能太高
目前红宝石激光器主要被
YAG激光器所替代
精品资料
（2）钕钇铝石榴石激光器（Nd:YAG）
将一定比例的A12O3、Y2O3，和 Nd2O3 在单晶炉中进 行熔化结晶而成。 Nd2O3的重量比为0.725%（掺入约1%原 子(yuánzǐ)百分比的钕离子），晶体呈淡紫色，它的激活粒子 是钕离子(Nd3＋)，亚稳态寿命230微秒，有多个激发态，有多 个激光下能级。
精品资料
输出特性
(1) 放电(fàng diàn)特性 相应于CO2激光器的输出功率，其放电电流有一个最佳值。 CO2激光器的最佳放电电流与放电管的直径，管内总气压， 以及气体混合(hùnhé)比有关。
(2) 温度效应 CO2激光器将有60％以上的能量转换为气体的热能，使温度升高。而 气体温度的升高，将引起激光上能级的消激发和激光下能级的热激发 ，这都会使粒子反转数减少。并且，气体温度的升高，将使谱线展宽
精品资料
1.2.3 气体(qìtǐ)激光器
原子气体激光器 工作物质为未电离的气体原子，如He-Ne激光器 分子(fēnzǐ)气体激光器 工作物质为未电离的气体分子(fēnzǐ)，如CO2激光器、
氮分子(fēnzǐ)激光器 离子激光器 如氩离子激光器和氦镉离子激光器
精品资料
气体(qìtǐ)激光器的特 点
，导致增益系数下降。特别是，气体温度的升高，还将引起CO2分子
的分解，降低放电管内的CO2分子浓度。
精品资料
1.2.4 液体(yètǐ)激光器
分类(fēn lèi)：有机化合物液体激光器(染料激光器)
无机化合物液体激光器(无机液体激光器)
特点：波长可调谐，调谐范围广
可产生极短的超短脉冲(10-15s)
利用石英(shíyīng)晶体把红宝石激光器发出的红光变 成蓝光
精品资料
发光机理
红宝石是在三氧化二铝(A12O3)中掺入少量的氧化铬(Cr2O3)生长成的晶体（ 重量比为0.03%～0.07%)，吸收光谱特性主要取决于铬离子(lízǐ)(Cr3＋)，各向异 性晶体，具有双折射。
红宝石中铬离子(lízǐ)的吸收光谱 U带：360~450nm （峰410nm）
7.
三倍频(bèi pín)：355nm
8.
四倍频(bèi pín)：266nm
精品资料
（3）钕玻璃激光器
基质(jī zhì)：硅酸盐或磷酸盐玻璃 掺杂：Nd2O3 ，浓
度3N %3 d 浓3 度 120 ： 0 /cm 3
吸收谱：类似Nd:YAG，但吸收谱更宽。 发射谱：0.92 μm ，1.062 μm ，1.37 μm，荧光线宽大（～30nm ），锁模超短脉冲：脉宽 优点：大尺寸（直径10cm，长度1m），玻璃各项同性，均匀性好， 亚稳态寿命长（600~900μs），储能大。可用于大能量大功率激光器 。 缺点： 导热差，热膨胀系数(péng zhàng xìshù)大，不适于连续或高重复频 率工作
YAG激光(jīguāng)器的泵浦灯和激光(jīguāng)棒
结构示意图
精品资料
发光(fā ɡu基ā态n：ɡ4)I机9/2 理
E1 泵浦 E4
（中心波长(bōcháng)810nm和750nm，带宽 30nm）
无辐射跃迁
（很快）
E3
（亚稳态）
4I11/2 1064nm 4II113/2 1350nm 4I9/2 946nm
按工作物质：气体激光器、固体激光器、液体激光器、半导体激 光器等
按运转方式：连续激光器、脉冲激光器、超短脉冲激光器、稳频 激光器、可调谐(tiáoxié)激光器
按波长：红外激光器、可见光激光器、紫外激光器、毫米波激光 器、X射线激光器等
按泵浦方式：电激励激光器、光泵浦激光器、核能泵浦激光器、 热能激励激光器等
3. 聚光腔 4. 谐振腔 5. 冷却
精品资料
（1）红宝石（Cr3+：Al2O3)激光器
1960-5-17，Ted Maiman 发明(fāmíng)第一台激光器
精品资料
梅曼正在(zhèngzài)演示他的第 一只红宝石激光器
第一台红宝石激光器原理图
精品资料
l 掺杂(chān zá)材料：稀土元素（Nd3+，Er3+，Ho3+， Sm2+，Er2+）
l
过渡金属（Cr3+，Ni3+）
精品资料
固体(gùtǐ)激光器的特 点
能量大，峰值功率高 结构紧凑、牢固(láogù)耐用 连续输出功率不如气体激光器
精品资料
固体(gùtǐ)激光器基本结构
1. 固体激光工作 物质
精品资料
E2 四能级 E2 四能级 三能级
Nd-YAG激光器的特性(tèxìng)
1. 连续或脉冲工作方式
2. 脉冲频率：10-100Hz
3. 连续功率输出：10-100w
Hale Waihona Puke 4. 脉冲输出功率：50mJ—10J
5. 波长: 1.06um，采用非线性晶体倍频(bèi pín)，可实现
6.
二倍频(bèi pín)：532nm
按谐振腔：内腔激光器、外腔激光器、环形腔激光器折叠腔激光 器等
精品资料
根据工作(gōngzuò) 物质分类
固体激光器 ：红宝石，Nd:YAG，钕玻璃
气体激光器
：He—Ne，CO2，离子激光器
液体激光器
：染料激光器
半导体激光器
：同质结，异质(yì zhì)结，量子 阱
精品资料
1.2.2 固体(gùtǐ)激光器
（3）荧光线宽较大，有100多个纵模振荡，单色性差。 （4）激光上能级寿命长（3ms），有利于储能，输出能量大。 （5）激光器输出红光，适合应用需要。
（6）调Q巨脉冲：峰值(fēnɡ zhí)功率几十MW，脉宽几十ns。
精品资料
红宝石激光器特性(tèxìng)
脉冲光源泵浦 波长：694.3nm 脉冲宽度(kuāndù)：
精品资料
3.高相干性 相干性主要描述光波各个部分的相位关系。因为它的频率 很单纯，从激光器发出的光就可以步调一致地向同一方向 传播，可以用透镜把它们会聚到一点上，把能量高度集中 起来，这就叫相干性高。 4.高亮度 激光器发射出来的光束非常强，通过聚集集中到一个极小 的范围之内，可以获得极高的能量密度或功率密度，聚集 后的功率密度可达1014W/cm2，在焦点附近(fùjìn)产生 数千度乃至上万度的高温，这就使其可能可加工几乎所有 的材料。
光等）
光谐振腔
将受激放大的光储存在腔模中（增加放大器
等效长度，
增加模密度）
激光结构：M1 反射镜，M2 输出耦合 镜（反射率R2 决定(juédìng)腔内外强 度差）
1. 激光体，2. 光泵浦能量，3. 反射镜， 4.输出功率藕合器，5. 激光束
精品资料
1.2.1 激光器的分类(fēn lèi)
硅酸盐硼酸盐磷酸盐玻璃有高的机械强度高的导热特性能量大峰值功率高结构紧凑牢固耐用连续输出功率不如气体激光器固体激光工作物质冷却1960517tedmaiman发明第一台激光器2233梅曼正在演示他的第一只红宝石激光器第一台红宝石激光器原理图利用石英晶体把红宝石激光器发出的红光变成蓝光红宝石是在三氧化二铝a1生长成的晶体重量比为003007吸收光谱特性主要取决于铬离子cr各向异性晶体具有双折射
l 主材料：晶体或玻璃
l
晶体：1)金属氧化物 Al2O3，氧化钇Y2O3，
钇铝石榴石Y3Al5O12（YAG）。
l
2)铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐等。铝酸钇
YALO3(YAP)、氟磷酸钙Ca(PO4)3F等。
l
3) 氟化物晶体：氟化钙CaF2、氟化钡BaF
l
玻璃：硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐玻璃
l
（有高的机械强度、高的导热特性）
精品资料
CO2激光器基本(jīběn)结构
精品资料
放电管内径(nèi jìnɡ)：1-几厘米 放电管长：1-几米
CO2气体激光器基本 (jīběn)结构
精品资料
发光(fā ɡuānɡ)原理
有对称振动、形变振动、反对称振动三种(sān zhǒnɡ)形式。 能量 EE1 E2 E3， E1为电子运动E能 2为量分，子中原子的 量振动能 E3为分子整体转动能量
主要特点：输出功率和能量相当大，既能连续工作，又能脉冲工 作，连续工作输出功率达到几十万瓦，脉冲工作脉宽大 (kuāndà)ns量级，峰值功率达TW，能量转换效率达20~25%； 输出波长分布在9～18 m，已观察到上百条谱线，其中 10.6 m最重要。
构成CO2激光器谐振腔的两个反射镜放置在可供调节的腔片架上 ，最简单的方法是将反射镜直接贴在放电管的两端。
质
通过受激辐 射产生确定 模式的光子 （波长、位 相相同）
两平行反射 通过选膜：产 面组成：光 用同方向，同 学谐振腔 频率，同位相
的激光
精品资料
1.激2光激器的光基表本面构成处理设备
增益介质(jièzhì)
光放大器（粒子数反转，粒子数不
再遵守Boltzman 分布）
泵浦源
为放大器提供能量（闪光灯、放电、其它激
R1线比R2线优先振荡。R1线一
旦振荡，2A上的粒子及时补充到 E
上，因此不形成R2线振荡输出。 激光振荡时只有694.3nm的激光 输出。
红宝石中铬离子(lízǐ)的三能级结构
精品资料
输出特性
（1）三能级系统，阈值泵浦能量高，以脉冲(màichōng)方式运转
（2）温度效应明显（温度升高，移向长波，线宽增加）。温度增 加10度，波长变化0.07nm。
精品资料
激发(jīfā)过程
（1）上能级的激发：电子与CO2分子直接碰撞激发；高速电子 与N2分子碰撞， N2再与基态的CO2分子发生能量的共振 (gòngzhèn)转移。 （2）发射激光：上能级的CO2分子向不同的下能级跃迁，产生 10.6 m和9.6 m的激光，存在谱线竞争，但10.6 m的跃迁 几率大。 （3）下能级的弛豫：从激光下能级到基态的辐射跃迁是禁戒的 ，只能分两步辐射跃迁到基态，但辐射跃迁几率很小。下能级的 弛豫主要是靠碰撞跃迁，分两步来实现。下能级的CO2分子与 基态CO2分子碰撞回到010能级，然后再与基态He原子碰撞回 到基态。He气还有很好的导热性质，可降低混合气体的温度。
1、 激光表面(biǎomiàn)处理 2、 电子束表面(biǎomiàn)处理 3、 离子注入表面(biǎomiàn)改 性
精品资料
1、激光表面(biǎomiàn)处理
主要内容： 1、激光的特点(tèdiǎn) 2、激光表面处理设备 3、激光表面处理技术
精品资料
1.1 激光(jīguāng)简介
Y带：510~600nm
（峰550nm）
入射光偏振方向平行或垂直光轴，吸收谱略有差别。
精品资料
发射谱辐射(fúshè)波长： R1线：694.3n（强） R2线：692.9n（弱） 2E能级分解成二个能级： 2A、E，△E=29cm-1
2A 上的粒子数占47%，
E 上的粒子数占53%，而且 2A 与 E 之间存在快速弛豫，所以
可获得窄的谱线宽度(10-5-10-6nm)
精品资料
染料(rǎnliào)激光器结构示 意图
精品资料
激光(jīguāng)（Laser）
通过辐射线的受激放射达到光的放大，简称激光。
主要特点：
1. 高单色性
2. 高方向性 3. 高相干性 4. 高亮度
1. 激光体，2. 光泵浦能量，3. 反射镜， 4.输出功率藕合器，5. 激光束
精品资料
1.高单色性 受激辐射光（激光(jīguāng)）是原子在发生受激辐射时释放出来 的光，其具有相同的位相和波长，其频率组成范围非常狭窄，就 是受激辐射光单色性非常好。由于激光(jīguāng)的单色性极高， 从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上，得到很高的功率密度。 激光(jīguāng)的单色性是实现激光(jīguāng)加工的重要因素。 2.高方向性 激光(jīguāng)光束的发散角可以小于一到几个毫弧度，可以认为 光束基本上是平行的。激光(jīguāng)的高方向性使其能在有效地 传递较长的距离的同时，还能保证聚焦得到极高的功率密度。
气体激光器的工作物质：气体或蒸汽 波长(bōcháng)范围：紫外到红外 优点： 1.工作物质均匀性好，光束质量好 2. 连续输出功率高 3. 转换效率高 4. 结构简单 5. 成本低 应用：准直、导向、计量、材料加工、全息术、医学、农业育
种、国防等
精品资料
（1）CO2激光器
工作物质为二氧化碳，加入氮气、氦气作为辅助气体，以提高输 出功率和效率。
精品资料
1.2 激光表面(biǎomiàn)处理设备
激光器工作(gōngzuò) 原理：
外激发源
工作物质 （增益介质）
输出Laser 谐振腔
种类
作用
种类
作用
种类
作用
电源： 光 源:
提供泵 气体、固体、液
如CO2 如红宝石YAG浦能量 体、半导体、等
He-Ne 激光器(氙灯,
离子体、化学物
激光器 氪灯)
~1ms
脉冲能量：100J 脉冲频率：几Hz 电光效率：0.1%~1%
红宝石激光器的缺点：
1. 需要高能量的泵浦光源
2. 较低的效率
3. 冷却困难，使输出脉冲频 率不能太高
目前红宝石激光器主要被
YAG激光器所替代
精品资料
（2）钕钇铝石榴石激光器（Nd:YAG）
将一定比例的A12O3、Y2O3，和 Nd2O3 在单晶炉中进 行熔化结晶而成。 Nd2O3的重量比为0.725%（掺入约1%原 子(yuánzǐ)百分比的钕离子），晶体呈淡紫色，它的激活粒子 是钕离子(Nd3＋)，亚稳态寿命230微秒，有多个激发态，有多 个激光下能级。
精品资料
输出特性
(1) 放电(fàng diàn)特性 相应于CO2激光器的输出功率，其放电电流有一个最佳值。 CO2激光器的最佳放电电流与放电管的直径，管内总气压， 以及气体混合(hùnhé)比有关。
(2) 温度效应 CO2激光器将有60％以上的能量转换为气体的热能，使温度升高。而 气体温度的升高，将引起激光上能级的消激发和激光下能级的热激发 ，这都会使粒子反转数减少。并且，气体温度的升高，将使谱线展宽
精品资料
1.2.3 气体(qìtǐ)激光器
原子气体激光器 工作物质为未电离的气体原子，如He-Ne激光器 分子(fēnzǐ)气体激光器 工作物质为未电离的气体分子(fēnzǐ)，如CO2激光器、
氮分子(fēnzǐ)激光器 离子激光器 如氩离子激光器和氦镉离子激光器
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气体(qìtǐ)激光器的特 点
，导致增益系数下降。特别是，气体温度的升高，还将引起CO2分子
的分解，降低放电管内的CO2分子浓度。
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1.2.4 液体(yètǐ)激光器
分类(fēn lèi)：有机化合物液体激光器(染料激光器)
无机化合物液体激光器(无机液体激光器)
特点：波长可调谐，调谐范围广
可产生极短的超短脉冲(10-15s)
利用石英(shíyīng)晶体把红宝石激光器发出的红光变 成蓝光
精品资料
发光机理
红宝石是在三氧化二铝(A12O3)中掺入少量的氧化铬(Cr2O3)生长成的晶体（ 重量比为0.03%～0.07%)，吸收光谱特性主要取决于铬离子(lízǐ)(Cr3＋)，各向异 性晶体，具有双折射。
红宝石中铬离子(lízǐ)的吸收光谱 U带：360~450nm （峰410nm）
7.
三倍频(bèi pín)：355nm
8.
四倍频(bèi pín)：266nm
精品资料
（3）钕玻璃激光器
基质(jī zhì)：硅酸盐或磷酸盐玻璃 掺杂：Nd2O3 ，浓
度3N %3 d 浓3 度 120 ： 0 /cm 3
吸收谱：类似Nd:YAG，但吸收谱更宽。 发射谱：0.92 μm ，1.062 μm ，1.37 μm，荧光线宽大（～30nm ），锁模超短脉冲：脉宽 优点：大尺寸（直径10cm，长度1m），玻璃各项同性，均匀性好， 亚稳态寿命长（600~900μs），储能大。可用于大能量大功率激光器 。 缺点： 导热差，热膨胀系数(péng zhàng xìshù)大，不适于连续或高重复频 率工作
YAG激光(jīguāng)器的泵浦灯和激光(jīguāng)棒
结构示意图
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发光(fā ɡu基ā态n：ɡ4)I机9/2 理
E1 泵浦 E4
（中心波长(bōcháng)810nm和750nm，带宽 30nm）
无辐射跃迁
（很快）
E3
（亚稳态）
4I11/2 1064nm 4II113/2 1350nm 4I9/2 946nm
按工作物质：气体激光器、固体激光器、液体激光器、半导体激 光器等
按运转方式：连续激光器、脉冲激光器、超短脉冲激光器、稳频 激光器、可调谐(tiáoxié)激光器
按波长：红外激光器、可见光激光器、紫外激光器、毫米波激光 器、X射线激光器等
按泵浦方式：电激励激光器、光泵浦激光器、核能泵浦激光器、 热能激励激光器等