激光器特性及其参数测量培训讲义
激光检测技术培训讲学
激光准直测量的应用
机床导轨不直度的激光准直测量原理图
物质中处于高能级的原子数超过处于低能级的原子数。物质的这种反 常分布状态叫做粒子数反转分布,粒子的反转分布是产生激光的必要条 件。
能够形成粒子数反转分布的工作物质称为增益介质。
要形成激光,首先必须利用激励能源,即泵浦激 活介质内部的一种粒子,使其在某些能级间实现粒 子数反转分布,这是形成激光的前提条件。同时, 还必须有使光产生放大作用的增益介质和使光产生 共振作用的谐振腔。泵浦、增益介质和谐振腔是激 光产生的三要素。同时光在谐振腔内来回一次所获 得的增益必须等于或大于它所遭受的各种损耗之
和。
二、激光的特性与用途
1. 激光的高方向性:根据这一特性可制成激光准直仪; 2. 激光的高亮度:利用激光能量高度集中的特性,进行
精密焊接、打孔及切割 ; 3. 激光的高单色性 :在小孔、细丝、狭缝等小尺寸的衍
射测量中得到了广泛的应用; 4. 激光的高相干性:全息摄影就是利用了激光相干性好
的这一特征。
激光检测技术
主要内容: 一、 激光的形成原理 二、 激光的特性与用途 三、 激光器 四、 激光检测技术
一、 激光的形成原理
1.光和物质的相互作用
光和物质的相互作用有三种不同的基本过程:自 发辐射、受激辐射和受激吸收。 (1) 自发辐射
自发发射过程
(2)受激吸收 (3)受激辐射
受激辐射过程
2.粒子数反转分布及泵浦过程
Байду номын сангаас
4.
干涉测量法是在以激光束作为直线基准的基础上,又以光的干涉
原理
5. 进行读数来进行直线度测量的。
6. 1.楔形板干涉法
楔形板干涉法原理
1-激光器;2-倒置望远镜;3-靶基座;4-楔形分光板;5-观察屏
第6章激光器的工作特性课件
固体(或半导体)激光器发出的一个脉冲,不是一个平滑 的连续脉冲,而是一个衰减尖峰序列。
光泵激励: 反转粒子数密度
受激辐射: 反转粒子数密度
增加 减少
——振荡带宽: 激光器小信号增益系数中大于 阈值增益系数的那部分曲线所 对应的频率范围。
起振模式数:
例 6-1 :红宝石激光器腔长L=11.25cm,棒长
,折射
率 n=1.75 ,均匀加宽线宽
,激发参数
,求(1)满足阈值条件的振荡带宽;(2)起振纵模数。
6.3.2 均匀加宽激光器的输出模式 1. 模式竞争
2. 激光器的振荡阈值
阈值增益系数:
增益与损耗达到动态平衡,光强饱和,维持 稳定振荡
激光器的阈值反转粒子数密度: 阈值泵浦功率和能量: 3. 激光器的振荡模式 思考:激光器中能够起振的模式数有多少 ? 1 均匀加宽激光器的纵模竞争
空间烧孔引起多模振荡
2 非均匀加宽激光器中的多纵模振荡
6.4 连续激光器的输出功率
小信号增益系数
阈值增益系数
腔内光强增大:
增益系数
下降(增益饱和作用)
稳定工作状态
6.4.1 均匀加宽单模激光器
且增益系数不太大时: 腔内平均光强:
为介质长度; 为单程损耗; 激光器单纵模振荡。
——激光束的有效截面面积(设横截面内光强均匀) 若除输出损耗以外的其它往返损耗率为 , 则总平均单程损耗:
n2
Laser Radiation
Absorption
1E1
n1
n
阈值泵浦功率:
能级阈值粒子数密度
2. 短脉冲
激光器的阈值泵浦功率:
激光器的输出特性讲解课件
contents
目录
• 激光器基本原理 • 输出特性参数介绍 • 影响输出特性因素分析 • 测试方法及评价指标 • 典型应用案例分析 • 总结与展望
01
激光器基本原理
激光器工作原理
01
02
03
受激辐射
在外部能量作用下,原子 中的电子从高能级向低能 级跃迁,同时发射出光子 。
目前激光器在能量转换效率方 面仍存在瓶颈,需要进一步提
高。
激光器的稳定性问题
在高功率和长时间工作条件下 ,激光器的稳定性和可靠性面 临挑战。
激光器的成本问题
激光器制造和维护成本较高, 限制了其在某些领域的应用。
激光器的安全性问题
高功率激光器可能对人体和环 境造成潜在危害,需要加强安
全管理和防护措施。
光功率计测试方法介绍
光功率计原理
基于光电二极管的光电效应,将 光信号转换为电信号进行测量。
测试步骤
校准光功率计、连接光纤、读取 光功率值。
注意事项
保持光纤连接稳定、避免光源直 接照射光功率计。
光束质量分析仪测试方法介绍
光束质量分析仪原理
通过分析光束的远场分布,得到光束的质量参数。
测试步骤
安装光束质量分析仪、调整光路、采集数据、分析光束质量。
未来发展趋势预测
高功率、高效率激光器
随着材料科学和制造技术的进步,未来有望开发出更高功 率、更高效率的激光器,以满足不断增长的应用需求。
超快、超短脉冲激光器
超快、超短脉冲激光技术在精密加工、生物医学等领域具 有广泛应用前景,是未来激光器发展的重要方向。
智能化、可调谐激光器
随着物联网、人工智能等技术的快速发展,对智能化、可 调谐激光器的需求日益增加,未来有望实现激光器的智能 化控制和自适应调节。
激光光学知识培训最新版
激光光学培训知识武汉普思立激光科技有限公司1、激光器原理及分类2、激光相关参数3、相关激光知识激光的特点激光和普通光相比具有以下特点:1、亮度高2、单色性和方向性好3、相干性好在激光应用中,分别利用了激光的上述特点。
比如激光焊接利用了激光的高亮度的特点,激光测距利用了激光的方向性好的特点。
激光器原理激光器是产生激光的装置,无论激光器俄结构如何,它总是由工作物质,泵浦系统和谐振腔三个部分构成的,泵浦系统向工作物质输送能量,使其实现粒子反转,而谐振腔,则使受激辐射光不断被放大,以至输出稳定的激光。
各种类型的激光器都是在以上三个部分的基础上增加各种器件来实现的。
激光器的种类•按运转(工作)方式分,有连续波、单脉冲、重复脉冲和波长可调激光器等;•按激励方式分,有光激励、电激励、热激励、化学激励和核激励激光器等;•按工作物质的不同,分为固体、气体、半导体、染料、化学和自由电子激光器等。
普思立公司产品激光器分类半导体激光器:激光锡焊三轴机器人(锡丝、锡膏、锡球)光纤激光器:激光打标机紫外激光器:激光剥漆机普思立激光锡焊模块激光焊接头激光器控制系统激光锡焊焊接的优势:1:模块化设计,可任意组合搭配各种生产方式. 2:创新的光学系统,激光,CCD,测温,指示光多光路同轴避免复杂调试.3:测温、激光、CCD完全独立,可根据产品选择不同的组合方式。
4:光斑模式可选择(圆形、矩形、方型).普思立创新性的在线PID调制,温度&电压两种检测方式,最高微秒级响应速度实现高精度控温.半导体激光器应用于激光锡焊锡丝焊接锡膏焊接锡球焊接激光的相关参数激光器发出的激光是以高斯光束的形式在空间传输的,高斯光束的特点是激光束在传输过程中,各截面的光斑能量都是遵循高斯分布的,光斑半径沿传播方向成双曲线分布。
描述激光有很多参数,针对于公司人员经常接触的参数主要有以下一些:1.束腰、光斑直径(半径)2.发散角3.光束质量、M2因子4.数值孔径5.功率、平均功率、峰值功率、脉宽、频率、单脉冲能量束腰、光斑半径我们常常会收到客户关于光斑大小的查询,其实问的就是光斑的束腰直径或束腰半径.束腰,是指高斯光绝对平行传输的地方,以最大振幅处为原点,振幅下降到原点处的1/e倍的地方,由于高斯光关于原点对称,所以1/e的地方形成一个圆,该圆的半径,就是光斑在此横截面的半径;如果取束腰处的横截面来考察,此时的半径,即是束腰半径.发散角沿着光斑前进,各处的半径的包络线是一个双曲面,该双曲面有渐近线。
激光束的特征参数与测量方法
激光束的特征参数与测量方法专业:学号:学生姓名:指导教师:摘要自我国自主研发出第一台激光器后,我国的激光技术得到了快速发展,由于激光具有独特的特性使其得以在许多行业被应用及发挥着重要作用。
如:科学研究、军事应用、日常生活等。
在研发激光的时我们很关心激光的参数及测量方法。
研究激光的基本参数有光斑的大小、激光功率、发散角、2M因子等。
光束质量是衡量激光光束优劣的一项重要指标。
历史上光束质量有多种定义,曾针对不同的应用目的提出过不同的评价方法。
而光束传输(2M)因子在无光阑限制的近轴光学系统中由光束自身的分布特性唯一确定,与光学系统参数无关,且同时反映光束的近场和远场特性,在数学上又具有严密性,所以在某些情况下,它是评价激光光束质量的一个重要参数。
本文通过对激光的特征参数及质量评估参数的定义和测量方法做系统的介绍,帮助日常生活中进行激光器的选择应用,同时对激光的质量评价有了更深的了解。
关键词:光束质量;M2因子;基本参数;测量方法The characteristic parameters of laser beams and itsmeasurement methodsAbstractWith the increasing development of laser, the application of laser has penetrated intoavariety of fields such as scienc,technology,military and social development .how to define and measure its parameters is a popular and significant topic for scholars to discuss and study .Such as the light optical spot area,laser power ,angle of divergence beam, propagation factor.Beam quality is an important index. There are many definitions of beam quality. Also there are some different evaluating ways based on different applications. While passing through a paraxial optical system without aperture, beam propagation factor is only determined by the distributing characteristics of beam itself. Beam propagation factor has nothing to do with the optical system parameter. It reflects the features of near-field and far-field and is mathematically tight. So in certain circumstances, it is an important parameter to evaluate the beam quality.This article give a reasonable guide on the choice of laser device by elaborating the definition and measure methods of the feature parameters and quality evaluation parameters of laser.as the same time,helping us have a deeper understanding on quality evaluation of laser.Keyword: beam quality; M2factor; parameter; measurement methods目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)目录 (Ⅲ)第一章绪论 (1)1.1 激光简介 (1)1.2激光基本原理 (2)1.2.1光子的基本性质 (2)1.2.2 光的受激辐射放大 (3)1.3激光光束相关参数 (5)1.3.1基膜高斯光束的参数 (5)1.3.2激光质量评估参数 (6)1.4影响光束参数的因子 (8)1.5论文研究意义和内容安排 (8)第二章高斯光束的特征参数 (10)2.1高斯光束概述 (10)2.1.1光强分布特点 (10)2.1.2相位分布特点 (12)2.1.3瑞利长度(共焦参数)Z0 (13)2.2基模高斯光束 (13)2.3基模高斯光束在自由空间的传输规律 (14)2.4基模高斯光束的特征参数 (15)2.5基模高斯光束特征参数测量方法 (17)2.5.1光斑半径测量 (17)2.5.2发散角的测量 (19)2.6氦氖激光器的光斑半径及发散角测量 (21)2.7高阶高斯光束 (24)2.8本章小结 (26)第三章激光光束质量评价参数 (27)3.1 M2因子 (29)3.1.1广义截断二阶矩法 (30)3.1.2渐近分析法 (31)3.1.3 自收敛束宽法 (32)3.2光束M2因子测量方法 (32)3.3脉冲激光光束质量的测量 (34)3.4其他质量评估参数 (35)3.5实际激光光束质量的评价 (38)3.6本章小结 (39)第四章总结与展望 (40)参考文献 (41)致谢 (42)附录 (43)第一章绪论自激光产生以来,对激光产生和发射的研究已经发展得很成熟,随着激光应用的广泛深入,对激光参数的定量测量也越来越重要。
最新第五章 激光基本原理和与特性器件PPT课件
• 为了讨论问题的方便,我们只考虑原子的两个能级 E 1和E 2 (E 2 > E 1)(因为对于给定的辐射跃迁总是发生在某两个 能级间),并假定两个能级符合跃迁的选择定则。
粒子能级之间的辐射跃迁
• 光与物质的相互作用,实质上是组成物质的微观粒子吸收 或辐射光子,同时改变自身运动状况的表现。
• 微观粒子都具有特定的一套能级(通常这些能级是分立 的)。任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态 (或者简单地表述为处在某一个能级上)。与光子相互作 用时,粒子从一个能级跃迁到另一个能级,并相应地吸收 或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E,频 率为=△E/h(h为普朗克常量)。
转。只有具有两个以上与反转有关能级的介质才能实现粒子
数反转,具有这种特殊能级结构的介质称激活介质。由于外
界能源的激励不断把激活介质中低能态的粒子激发到高能态,
从而出现在亚稳态的粒子积累。当达到它与某一低能态之间
的反转分布时,若有频率
E 的2 光E 1 子h(来自外界或自发
辐射)在介质中沿某一方向传播,由于其“刺激”作用而导致• •其方向与光速一致。Pmch
• 由此可知,光子具有粒子的特征,是一种基本粒子。但由 于没有速度为零的光子,因此光子没有静止质量,表明它 又与电子、质子、中子等不同,它不是实物粒子,而是一 种与波动相联系着的能量微粒。
激光器的特性和性能测试
激光器的特性和性能测试激光器作为一种重要的光学器件,被广泛应用于医疗、通信、材料加工等领域。
为了确保激光器的性能和质量,需要对其进行特性和性能测试。
本文将从激光器的特性和性能测试方法、测试指标以及测试技术等方面进行探讨。
一、激光器的特性和性能测试方法激光器的特性和性能测试是对激光器输出功率、波长、光束质量、稳定性等参数进行测量和评估的过程。
常用的测试方法包括光功率测量、波长测量、光束质量测量和稳定性测试等。
光功率测量是对激光器输出功率进行测量的方法之一。
常用的光功率测量仪器有功率计和能量计。
功率计适用于连续激光器的功率测量,能量计适用于脉冲激光器的能量测量。
在进行光功率测量时,需要注意选择适当的探头和测量范围,以确保测量结果的准确性。
波长测量是对激光器输出波长进行测量的方法之一。
常用的波长测量仪器有光谱仪和波长计。
光谱仪适用于连续激光器的波长测量,波长计适用于脉冲激光器的波长测量。
在进行波长测量时,需要注意选择适当的光谱仪或波长计,并进行仪器的校准,以确保测量结果的准确性。
光束质量测量是对激光器输出光束质量进行评估的方法之一。
常用的光束质量测量仪器有M2仪和光束质量分析仪。
M2仪适用于连续激光器的光束质量测量,光束质量分析仪适用于脉冲激光器的光束质量测量。
在进行光束质量测量时,需要注意选择适当的仪器,并进行仪器的校准,以确保测量结果的准确性。
稳定性测试是对激光器输出稳定性进行评估的方法之一。
常用的稳定性测试仪器有功率稳定性测试仪和波长稳定性测试仪。
在进行稳定性测试时,需要注意选择适当的仪器,并进行仪器的校准,以确保测量结果的准确性。
二、激光器的特性和性能测试指标激光器的特性和性能测试指标包括输出功率、波长、光束质量、稳定性等参数。
输出功率是指激光器输出的光功率,通常以瓦特(W)为单位。
波长是指激光器输出的光的波长,通常以纳米(nm)为单位。
光束质量是指激光器输出光束的质量,通常以M2值表示。
稳定性是指激光器输出功率、波长、光束质量等参数的稳定性。
《激光器工作特性》PPT课件
它损耗的单程损耗率为δ=0.5%,萤光线宽ΔF =1 500MHz, 其峰值小信号增益系数Gm=3× 10-4/d 1 /mm。求①激发参量②可起振的纵模个数Δq
解
δ=0.01+0.005=0.015G t
L
0.015 1.6
0.009375m 1
Gm
3 10 4 2
1.5 104 mm 1
0.15m1
三、跳模现象
1、现象 均匀加宽激光器点燃时,输出激光的频率在中心频率附 近产生周期性变化
0
1 2
q
0
0
1 2
q
t
2、解释
(1)温度升高→腔长变大→光频向低频漂移
(2)由于模式竞争,光频漂移到
0
1 2
q
处被0
1 2
q
模代替
3、规律
(1)输出光频在
0
1 2
q
至0
1 2
q
范围内变化
(2)腔长每伸长12 ,产生一次跳变
二、特点 1、均匀加宽 所有模式间有竞争,靠近中心频率处的模式取胜
GH ()
Gt
0
GH ()
Gt
0
GH ()
Gt
0
GH ()
Gt
0
GH ()
Gt
0
GH ()
Gt
0
GH ()
Gt
0
GH ()
Gt
0
GH ()
Gt
0
2、非均匀加宽
(1)烧孔不重叠的模式之间无竞争,造成多纵模输出 (2)关于中心频率对称的两模式间有竞争,随机取胜
解
Gm Gm 4
Gt
L
激光器的特性及其参数测量
平均值
五、实验内容
光栅
激光器
功率计探头
功率计
1. 按上图调整好光路, 预燃激光器20~30分钟,待激光输 出功率基本稳定后开始测量
2. 每隔0.5 mA 测量一次功率, 画出P(功率)-I (电流) 曲线,电压-电流曲线。
3. 每隔一段时间测量一次功率,求出在总测量时间内的功 率稳定度。(步长30秒,测20组数据,注意选择功率计 的最佳量程)
二、实验目的与要求
1. 正确使用激光器、激光能量计(功率计) 2. 掌握激光的常见特性及其参数的测量原理
三、实验仪器
He-Ne 激光器、半导体激光器、 激光功率计、 光电探测器、光具座、 透镜 、 偏振镜、光阑、 读 数显微信镜、光栅
四、实验原理
(一)输出功率的特点及其测量——光电法 利用激光的入射功率与光电探测器的输出电流成正比
(也可以采用光热法或光压法),在总压强 和 He-Ne 配比 一定的情况下,激光器的输出功率和放电电流存在特定的关
系。 对应输出功率极大值的放电 电流称为最佳放电电流。
由于受到放电电流、工作频率、谐振腔耗损、以及温度 等因素的影响,He-Ne 激光器的输出功率会随时间变动。
定义功率稳定度ห้องสมุดไป่ตู้ 最大值
最小值
实验二 激光器的特性及其参数测量
一、背景知识介绍
激光作为一种新型光源,具有方向性强、单色 性好、高亮度等突出特点。1960年第一台红宝石激 光器诞生,激光器的工作物质可以是气体、液体、 固体。激光应用的领域有非线性光学,傅立叶光学、 全息技术等,在计量科学、通讯、化学、生物、材 料加工、军事、医学、农业等方面都有应用。
2024年激光行业培训资料
详细介绍激光焊接设备的主要组成部分,包括激光器、焊接头、控制 系统等,并提供设备选型的参考因素。
激光焊接工艺参数及优化
分析影响激光焊接质量的工艺参数,如激光功率、焊接速度、离焦量 等,并探讨工艺参数的优化方法。
激光焊接应用实例
列举不同材料(如金属、塑料)的激光焊接应用实例,包括汽车车身 制造、电池封装、医疗器械制造等。
06
激光安全防护与法规标准
激光对人体危害及防护措施
激光对眼睛的危害
激光可引起眼部组织损伤,导致视力下降、失明等严重后 果。防护措施包括佩戴合适的激光防护眼镜、避免直接观 看激光束等。
激光对皮肤的危害
激光可造成皮肤灼伤、色素沉着等损害。防护措施包括穿 戴防护服、使用激光防护屏等。
激光对其他部位的危害
02
激光材料加工技术
激光切割技术及应用实例
激光切割原理及特点
阐述激光切割的基本原理,包括高能 激光束与材料相互作用的过程,以及 激光切割的主要特点,如高精度、高 速度、无接触加工等。
激光切割工艺参数及优化
分析影响激光切割质量的工艺参数, 如激光功率、切割速度、辅助气体等 ,并探讨工艺参数的优化方法。
皱的效果。
激光去痘坑
通过激光磨削作用,使 痘坑边缘变得平滑,改
善皮肤质地。
04
激光在通信领域应用
光纤通信原理及关键技术
01
02
03
04
光纤传输原理
利用全反射原理,使光在光纤 内低损耗传输。
光源与调制技术
采用半导体激光器或发光二极 管作为光源,通过调制技术实
现信号加载。
光纤类型与性能
了解单模光纤和多模光纤的特 性及应用场景。
激光讲义激光原理与激光器完美版文档
2)选纵模——为了提高激光束的时 间相干性(单色性);在腔内插入 一定的选择性损耗,增大各纵模间 的增益差别,实现单纵模输出。
短腔法——缩短腔长L,可增大纵模 间隔,实现单纵模振荡输出。因为 Dn=nm-nm-1=c/ 2nL 纵模间隔 与谐振腔长成反比
F-P标准具法——基于多光束干涉原 理,满足标准具透过率极大值的纵 模只有一个。选择标准具的厚度和 反射率(一般角度很小),可实现 单一纵模输出。
a. 小孔光阑选模——孔径大小恰好通过基模而阻止高阶模(大小与 位置);但小孔也限制了基模体积,功率受限。
b. 聚焦光阑选模——腔内聚焦的焦点处设置小孔光阑,加大了模 体积;但腔内有聚焦不适合大功率大能量激光。
c. 非稳腔选模——模体积大, 有利于大功率大能量输出;对 横模选择本领高;腔内光束均 匀;输出易于调整。有双凸腔; 平凸腔;虚共焦凸凹腔等
玻尔兹曼分布律——在热平衡状态下,低能级上的粒子数N1总 是高于高能级上的粒子数N2
1.1.1.2 受激辐射和自发辐射
1)正常情况下,大多数粒子处于低能级(基态),通过注入 外能(光照.电子碰撞.化学能.热能等)可使基态的粒子激发(泵 浦.抽运)到高能级上去(激发态)
2)处于激发态E2的粒子会自发地向低能级基态E1跃迁放出光 子(自发辐射)hn=E2-E1;也可受光子hn的激发而发射相同的 光子hn(受激辐射)它的频率.相位.传播方向和偏振态完全相 同。
4) 激光的产生
13)三激高个光强器度要的—输—素出激特光:性束及发具其散对角有激很光小亚加,工光稳的强影度态响很高能级结构的激活介质——激光工作物质;
7)对比声光调Q与电光调Q的基本特点
材多料棒表 串面联对等激光的外吸收界率.泵2)浦可用源谱线—多,—可提经倍供频获能得短量波激以光;实现粒子数反转;
激光器培训教程-1
主要内容
§1. 激光器概述 §2. 激光器主要技术指标 §3. 激光器系统组成 §4. 激光器工作原理 §5. 激光器的安装与操作 §6. 激光器常见故障 §7. 激光器的日常维护与保养
四、激光器工作原理
二极管泵浦20MW激光器采用二极管阵 列作为泵浦源,可以有效地提高激光器的 电光转换效率。同时该激光器摒弃了传统 固体激光器的水冷方式,采用TEC加风扇 的制冷方式,大大减轻了激光器系统的重 量,增加了设备的灵活性。以下我们分两 部分,也就是激光器发射头,脉冲半导体 激光器控制机箱两部分来简单讲述一下激 光器的工作原理。
三、激光器系统组成
激光器发射头
激光器发射头是提供高重复频率、高 光束质量激光输出的关键部件,它由聚光 腔、激光晶体、二极管阵列、谐振腔镜和 调Q器件组成,是整个系统的根本所在,直 接影响着光电系统的作用效果。
三、激光器系统组成
脉冲半导体激光器控制机箱
脉冲半导体激光器控制机箱为二极管 阵列提供电功率,并通过二极管发光将电 能转换成光能,用产生的光能泵浦激光工 作物质,输出激光。
一、激光器概述
二极管泵浦20MW激光器(以下简称激 光器) 主要由激光器发射头、脉冲半导体激 光器控制机箱及连接线缆组成。它可以实 现高峰值功率、高光束质量的激光输出。 其功能主要用于光电领域的应用。
二、激光器主要技术指标
1. 输出波长 激光器可以实现1064nm、532nm两种 波长激光的切换
五、激光器的安装与操作
激光的特性及应用教案
激光的特性及应用教案第一章:激光概述1.1 激光的定义激光的中文全称是“光受激辐射光放大”,是一种特殊的光。
激光是由爱因斯坦提出的光的受激辐射理论,并由肖洛和汤斯在实验中首次获得。
1.2 激光的特点单色性好:激光的波长非常单一,不会像普通光那样有宽的频谱。
相干性好:激光的光波相位一致,可以进行干涉和衍射等现象。
方向性好:激光的发散角非常小,可以在很远的距离内保持聚焦。
亮度高:激光的功率密度远高于普通光,可以进行高强度的照明或切割。
第二章:激光的产生和分类2.1 激光的产生原理激光的产生需要一个激活介质,通过电激励、光激励等方式使激活介质产生受激辐射。
激光的产生还需要一个光学谐振腔,使光在激活介质中多次反射,并放大。
2.2 激光的分类固体激光:使用固体物质作为激活介质,如红宝石激光器。
气体激光:使用气体作为激活介质,如氦氖激光器。
半导体激光:使用半导体材料作为激活介质,如激光二极管。
光纤激光:使用光纤作为谐振腔,可以实现高亮度的激光输出。
第三章:激光的传输和控制3.1 激光的传输激光的传输可以通过空气、光纤、真空等介质进行。
激光在传输过程中会受到衍射、干涉等现象的影响。
3.2 激光的控制激光的控制可以通过调整激光器的激发参数、改变谐振腔的设计等方式实现。
激光的聚焦和发散也可以通过透镜、光栅等光学元件进行控制。
第四章:激光的应用4.1 激光在工业中的应用激光切割:利用激光的高亮度和精确控制,可以进行金属和非金属材料的切割。
激光焊接:利用激光的热效应,可以进行高精度的焊接。
4.2 激光在科研中的应用干涉和衍射:利用激光的相干性,可以进行精密的测量和成像。
光谱分析:利用激光的单色性,可以进行高精度的光谱分析。
第五章:激光的安全和环境保护5.1 激光的安全激光的辐射对人体有一定的危害,需要注意防护。
使用激光器时,要遵守相关的安全规定,避免激光直射眼睛和皮肤。
5.2 激光对环境的影响激光的传输和应用会产生一定的噪声和污染,需要注意环境保护。
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- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
二.实验目的
1. 熟悉几个评价激光器参数的定义 2.掌握激光器特性及其参数的测量原理及方法 3.学会正确使用激光器、激光功率计或能量计
3
三·实验原理
1.激光基本原理及组成 激光是受激辐射放大的光。激光器由激光物 质、激励源及谐振腔组成。是目前相干性最 好的人造光源,具有一般光源没有的特点。
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气体激光器
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氦氖激光器
A
K
AK
AK
输出波长有: 632.8nm,1.15μm,3.39 μm 功率可1mW~几十mW,波长的稳定度在10-6左右
输出 线偏 振激 光光
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2.激光参数的定义及测量
3.1.功率 激光器单位时间内所发生出的激光能量。反映激 光输出光能量的大小。单位:W或Lm。对脉冲激 光,用输出能量评价。使用功率计或能量计测量
3.4偏振度
A Imax I min I max I min
%
反映激光的偏振特性。He-Ne激光器有部分偏振及 线偏振激光。使用旋转偏振片测量。
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四·实验内容与注意事项
实验仪器: He-Ne激光器及激光功率计等
1.激光功率及其稳定度 2.发散角 3.偏振度 4.注意小光阑的定位误差 5.综合设计性实验(波长测量)
3.2.功率稳定度
S Pmax Pmin % 2P
反映激光器输出激光功率在测量时间内的波动程度,
是激光器的重要质量之一。
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3.3发散角
激光器光斑的强度分布符合高斯分布规律。
I
(r,
z)
I0
(z)
exp
2r 2 w2 ( z)
其中 为激光强度是其最大值的1/e2倍时
所对应点离光斑中心点的距离。称为光斑
激光器特性及其参数测量
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一·概述
激光器特性及其参数测量实验是近代物理实 验的重要实验之一。激光具有亮度高、方向 性强及单色性或相干性好等特点。在科学研 究及工农业等领域有广泛应用。由于激光器 的种类很多,性能各异,有气体、固体、液 体、半导体激光器等。需要建立一些指标对 其特性进行评价。激光主要参数有:功率稳 定度、发散角、偏振度及波长等。脉冲激光 还有能量、脉冲宽度等。
半径。
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激光发散角定义为
w(z)
z
z处的光斑半径与距离z之比,单位:mrad.反 映激光器的方向性、准直性。
测量光斑半径主要方法:光阑法与光点法,还有CCD法等
光阑法
为光阑直径
(z)
2
ln
光点法:
用小孔光阑和激光功率计沿光斑直径对激光束 进行扫描,画出I-R曲线。