激光技术3版(蓝信钜等编著)思维导图
激光技术PPT模板讲义
PTM运转方式： 1. 优点：脉冲宽度窄,峰值功率高 2. 缺点：能量释放时刻难以控制,脉冲噪声大,光束质量难控制
5.3.4 调Q技术的其它功能
调Q的基本功能是获得窄脉宽、高峰值功率的巨脉冲，Q开关不 仅能有效的控制激光能量和功率特性,还可以控制激光的空间和 频率特性
1. 选横模的功能:在临界激光 预激光 状态产生基横模种子,接着Q 开关完全打开,使种子放大,得到功率足够高的基横模激光，
5.4.2 调Q晶体的电极结构
1. KDP类晶体大多采用纵向应用,采用环状电极结构， 2. LN类晶体采用横向应用,采用平板电极结构，
5.4.3 对激光工作物质的要求
1. 储能密度高,上能级寿命长， 2. 抗损伤阈值高，
5.4.4 对光泵浦灯的要求
1. 效率高,与激光工作物质光谱匹配好， 2. 寿命长,可靠性高，
2. 选单纵模的功能 3. 开始时,Q开关处于不完全关闭的状态，在靠近中心频率附近
形成单纵模振荡,而后Q开关完全打开,以之为种子获得单纵模脉 冲激光输出，
第四节 设计电光调Q激光器应考虑的问题
5.4.1 调Q晶体材料的选择
1. 消光比高,晶体折射率的均匀性好 2. 透过率高， 3. 半波电压低,驱动功率低， 4. 抗破坏阈值高， 5. 晶体防潮,KDP类晶体易潮解,LN晶体不潮解
实现方式一：
1. 储能过程 首先电光晶体上不加电压,积累反转粒子数,而后在电光晶体上加 上半波电压,Q值突增,激光振荡迅速形成，
2. 释放过程 当腔内激光振荡的光子密度达到最大值时,迅速撤去晶体上的电 压,腔内存储的最大光能量瞬间透过棱镜P2而耦合输出，
实现方式二：
1. 储能过程 首先电光晶体上加/4电压,Q开关处于关闭状态,积累反转粒子 数,而后瞬间撤去电压,Q值突增,激光振荡迅速形成，
激光技术课件
激光技术课件激光技术课件激光技术是一种高度精密的技术，广泛应用于各个领域，如医学、通信、制造等。
本文将探讨激光技术的原理、应用以及未来发展趋势。
一、激光技术的原理激光技术是利用激光器产生的激光束进行各种操作的技术。
激光器的核心部件是激光介质，如气体、固体或液体。
当激光介质受到外界能量激发时，原子或分子的能级发生跃迁，释放出能量，形成激光光束。
激光技术的原理主要包括受激辐射、波长选择和光放大。
受激辐射是指激光介质中的原子或分子受到外界激发后，与另一个处于低能级的原子或分子发生碰撞，使其也跃迁到高能级，达到激发态，然后在外界光的作用下，从高能级返回到低能级，释放出一束与外界光同相干的激光。
波长选择是通过光学元件对激光进行波长选择，使其具有特定的波长。
光放大是指激光在激光介质中传播时，通过光学元件的反射和折射，使激光光束逐渐增强。
二、激光技术的应用激光技术在医学领域有广泛的应用。
例如，激光手术可以用于眼科手术，如激光近视矫正术和激光白内障手术。
激光手术具有高精度和无创伤的特点，可以减少手术风险和恢复时间。
激光技术在通信领域也有重要的应用。
光纤通信是一种基于激光光束传输信息的技术。
激光光束在光纤中传播时，可以保持较高的能量和信息传输速度，使得通信更加快速和稳定。
此外，激光技术在制造业中也发挥着重要作用。
激光切割和激光焊接是常见的制造工艺。
激光切割可以精确地切割各种材料，如金属、塑料和陶瓷。
激光焊接可以实现高强度的连接，广泛应用于汽车制造和电子设备制造。
三、激光技术的未来发展趋势随着科技的不断进步，激光技术也在不断发展。
未来，激光技术有望在更多领域得到应用。
首先，激光技术在医学领域的应用将进一步扩大。
随着人口老龄化的加剧，激光技术在癌症治疗和疾病诊断方面的应用将变得更加重要。
激光技术可以精确地破坏肿瘤细胞，减少对正常组织的伤害。
同时，激光技术也可以用于检测和诊断疾病，提高诊断的准确性和效率。
其次，激光技术在能源领域的应用也将得到进一步发展。
激光器基础知识
——刘天宇
目录
1 2 3 4
激光简介 激光器发展历程 半导体激光器简介
光纤激光器简介
2
1 激光简介
E3 E2 hv
E1
光子吸收示意图
E3 E2 E1
hv
E3 E2 E1
hv
hv hv
自发辐射示意图
受激辐射示意图
受激辐射Albert Einstein
光放大——激光
3
激光特性——相干性
10
半导体激光器封装
优点：高转换效率、小体积、寿 命长、输出波长范围广、易调制 缺点：发散角大，光束质量差， 温飘大
11
半导体激光器光束整形
FAC
FAC
12
HS 手具LD准直模拟
13
HS 手具LD准直模拟
14
4 光纤激光器——双包层光纤
15
光纤激光器原理图
16
光纤激光器实物图
17
4
激光特性——高方向性
5
激光特性——高亮度
6
激光特性——单色性
7
2 激光器的由来
激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ，LASER）一词是受 激辐射光放大。
1960年，美国物理学家梅曼（Maiman）在实验室中做成了第一台红宝石 (Al2O3:Cr)激光器。 我国于1961年研制出第一台激光器 （长春光机所，长春光机学院） 从此以后，激光技术得到了迅速发 展，引起了科学技术领域的巨大变 化。
Thank you！
18
Maiman （梅曼） Charles H. Townes （汤森) Arthur L. Schawlow （肖洛夫）
激光技术--蓝信巨讲解
第一章作业（激光技术--蓝信鉅，66页）答案2．在电光调制器中，为了得到线性调制，在调制器中插入一个1／4波片，（1）它的轴向应如何设置为佳?（2）若旋转1／4波片，它所提供的直流偏置有何变化?答：（1）. 其快、慢轴与晶体主轴x轴成450角（即快、慢轴分别与x’、y’轴平行）。
此时，它所提供的直流偏置相当于在电光晶体上附加了一个V1/4的固定偏压(Ex’和Ey’的附加位相差为900)；使得调制器在透过率T=50%的工作点上。
（2）. 若旋转1／4波片，会导致Ex’和Ey’的附加位相差不再是900；因而它所提供的直流偏置也不再是V1/4。
当然调制器的工作点也偏离了透过率T=50%的位置。
3.为了降低电光调制器的半波电压，采用4块z切割的KDP晶体连接(光路串联、电路并联)成纵向串联式结构。
试问：(1)为了使4块晶体的电光效应逐块叠加，各晶体的x和y轴取向应如何? (2) 若λ=0.628μm，n。
＝1.51，γ63＝23.6×10—12m／V，计算其半波电压，并与单块晶体调制器比较之。
解：(1) 为了使晶体对入射的偏振光的两个分量的相位延迟皆有相同的符号，则把晶体x和y轴逐块旋转90安置，z轴方向一致（如下图）， x x z zx x z z y y y y(2).四块晶体叠加后，每块晶体的电压为：11λ10.628⨯10-6Vλ=Vλ=⨯3=⨯=966 v 3-124242n0γ6342⨯1.51⨯23.6⨯102'而单块晶体得半波电压为：λ0.628⨯10-6Vλ=3==3864 v 3-122n0γ632⨯1.51⨯23.6⨯102与前者相差4倍。
4．试设计一种实验装置，如何检验出入射光的偏振态(线偏光、椭圆偏光和自然光)，并指出是根据什么现象? 如果一个纵向电光调制器没有起偏器，入射的自然光能否得到光强调制?为什么？解：（1）实验装置：偏振片和白色屏幕。
a. 在光路上放置偏振片和白色屏幕，转动偏振片一周，假如有两次消光现象，则为线偏振光。
激光技术OPOppt课件
(OPO, Optical Parametric Oscillator)
光学参量放大效应
考查当一种频率较低的弱信号光束与另一种频率较高的强泵浦(激励)光束同 时入射到非线性介质内时将要产生的情况．
理论分析与实验研究均已表明，此情况下在通过介质后，弱的入射信号将得 到放大，强的泵浦光将有所减弱，与此同时，非线性介质还将辐射出频率等 于上述两入射光频率之差的第三种相干光，一般称之为闲频光．以上这种非 线性光学效应，称为光学参量放大效应．
2. 1064 nm reflector
3. 1064 nm waveplate
4. Second Harmonic Generator (SHG)
5. 355 nm rejector
6. Third Harmonic Generator (THG)
7. X4 355 nm reflectors (Harmonic seperation block)
单共振参量振荡器示意图
光学参量放大和振荡的条件
参量放大作用的指数增益因子： 0
si
e
nsni
Ap(0)
参量放大过程的增益因子与有效二次非线性电极化系数因子成正 比，此外与入射泵浦光的振幅(或光强的开方)成正比.
对光学参量振荡系统来说，设腔内非线性介质对信号光和闲频光的损
耗因子均为 ，而共振腔输出反射镜对上述两种光的反射率均为R(另一 0
8. 355 nm reflector
9. OPO
10. Cube polarizer 11. UV module
12. Beam Guider (wavelength seperation)
13. 1064 nm reflector (removable)
激光的基本技术PPT
对于共焦腔的基横模来说，衍 射损耗只与菲涅耳数N有关，N 越大则衍射损耗越小。菲涅耳 数是表征谐振腔衍射损耗的一 个特征参数。
D e 2N
L
1
N D
二. 衍射损耗曲线
1. 衍射损耗与菲涅耳数N的关系一般是比较复杂的，往往写不出解析的表达式而 需要用计算机进行数字计算。因此，通常都是将计数结果画成曲线，这就是所谓 的衍射损耗曲线。 图画出了圆截面共焦腔和圆截面平行平面腔的 D～N 曲线，
4.1.1 激光单纵模的选取
2. 非均匀增宽型谱线的多纵模振荡
非均匀增宽激光器的输出一般都具有多个纵模。
3. 单纵模的选取
(1) 短腔法：
两相邻纵模间的频率差 νq c (2L)，要想得到单一纵模的输出，只要缩短腔 长，使 νq 的宽度大于增益曲线阈值以上所对应的宽度 缺点
He-Ne激光器： 荧光线宽 F 1500MHz
腔内插入F-P标准具法： 调整F-P标准具的参数，使得在增益线宽范围内，只有一个透 射峰，同时在一个透射峰谱线宽度范围内只有一个模式起振， 则可以实现单纵模工作。 即选模条件为： 1. 选择合适的标准具光学长度，使标准具的自由光谱范围与 激光器的增益线宽相当。使在增益线宽内，避免存在两个或多 个标准具的透过峰。 2. 选择合适的标准具界面反射率，使得被选纵模的相邻纵模 由于透过率低，损耗大而被抑制
基模体积问题
某一模式的模体积用来描述该模式在腔内所扩展的空间范围。 模体积大，对该模式的振荡起作用的激发态粒子数就多，因而， 输出功率大。反之，模体积小，输出功率就小。 基模体积是随腔型和g、N参数变化而变化的。 g=1-L/R N 腔的结构参数； 菲涅尔数
由谐振腔理论分析可知，当考虑对称腔情况时（R1＝R2）， 基模（TEM00）高斯光束的束腰W0可表示为： 1 L 4 0 0 [ L(2 R L)] 2 2
激光原理安毓英课件
激光原理安毓英课件什么是强光一凝视着擦得透亮的奖杯，我似乎在记忆中看到了拇指，那个高高举起，不曾落下的大拇指。
是啊，正因为有它，我才不再畏惧;有它，我才赢得比赛。
难道它不是一盏明灯吗?我陷入了深深的回忆……那次，我要去上海参加钢琴比赛。
那里卧虎藏龙，有好几个钢琴童星，使一向自信的我也紧张起来：我之前没得过什么奖，琴艺也不高超，这里全都是钢琴精英，我会不会被嘲笑啊?我越想越紧张，紧握着拳头，汗水一滴滴从我脸上淌下。
我不争气地找到妈妈，想打退堂鼓：“妈妈，下一个就轮到我比赛了，我，我想退赛!”说完这句话，我便后悔了，妈妈一定会生气，狠狠骂我一顿吧。
出乎意料的是，妈妈并没有责备我，她和蔼地说：“童童，不用紧张，想想你这些天的努力。
你并不比别人差，只是没有尝试过，加油!”说着，妈妈冲我竖起大拇指，将我推上舞台。
舞台上，我还记得母亲放弃的拇指。
它蕴含着妈妈对我的爱，对我的希望，对我的期盼。
它如一盏明灯，为迷失归途的我照亮前方的路，陪伴我成长，我开始演奏了。
这次，我弹奏了高难度钢琴曲《野蜂飞舞》。
这是一首速度极快的曲子，考验了人手指的灵敏度。
一开始，我十分紧张，不停地碰错音。
可就在这时，我看见妈妈举着大拇指，为我加油。
我的心一下子澎湃了，速度猛地快了起来，将全身心都投入到音乐中。
我的手如一个个活泼的小精灵，在琴键上跳跃，玩耍。
轻轻一拂琴键，一阵优美的琴声便传出，仿佛真有许多蜜蜂“嗡嗡嗡”地在花丛中翩翩起舞，不畏艰辛，无私地采着蜂蜜。
“哆!”终于，最后一个重音落下，此时，评委与其他选手已如痴如醉，全场愣了一下，随机响起雷鸣般的掌声。
我心中甜滋滋的，又看了一眼妈妈。
妈妈冲我欣慰地笑了笑，再次自豪地举起大拇指。
三个月后，我获得了第二名奖杯。
事情尽管过去了很久，我却还是常常想起它。
是妈妈的鼓励让我自信，让我成功。
鼓励，是一盏明灯。
什么是强光二一句温暖鼓励的话语，会让我们充满自信;一次亲切自然的问候，温暖着我们的心田;一次不经意的表扬，成为我前进的一盏明灯。
激光技术概要PPT
c) 注入电流 (产生电子-空穴对)
3. 化学反应 a) 火焰; b) 爆炸
4. 电离性辐射 a) 核弹 b) X-ray
5. Thermal oven ……
二、 受激辐射光放大
• 开放式谐振腔 （Open resonator or cavity）
模选择 提高光子简并度 ( Photon degeneracy )
c3 c3
(1.3.2)
式 (1.3.2) 的物理意义?
W21 总光子数 (1) n A21 模式数
n 1 w21 n
(2) 避免产生许多模式，特定模式的n增加，使相干的 STE光子集中在一个或少数几个模内。
(3) 将封闭腔改为开放式谐振腔
轴向模
Closed cavity F-P 光谐振腔
只有依靠外界向物质提供能量(泵浦或称激励)才能打破 热平衡，实现粒子数反转
medium
r1
energy source
r2
Almost any energy source can be used as pump, even another laser.
泵浦方法 1. 光学 a) 闪光灯；b) 其它激光器（如半导体激光器） 2. 电 a) 气体放电; b) 大能量电子束;
自发辐射 ～非相干光－光子简并度很低
受激辐射 ～相干光－光子简并度高
什么是光子简并度 n －衡量相干光的参量
具有相同能量和动量的光子数（也称同态光子数）
同一模式中的光子数
total number of photons Photon degeneracy n number of modes
例：黑体辐射源（近似封闭腔）的光子简并度
Output beam hn