全固体蓝色激光技术综述
863计划新材料技术领域全固态激光器及其应用技术
计划新材料技术领域全固态激光器及其应用技术重点项目年度课题申请指南一、指南说明全固态激光器（）具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、光束质量高等优点，市场需求十分巨大。
全固态激光技术是目前我国在国际上为数不多的从材料源头直到激光系统集成拥有整体优势的高技术领域之一，具备了在部分领域加速发展的良好基础。
依据«国家中长期科学和技术发展规划纲要»和计划新材料领域“十一五”科技发展规划，“十一五”期间本重点项目将以全固态激光器件与材料研究为先导，面向激光先进制造技术、激光显示技术和激光医疗的需求，开拓全固态激光器及其应用技术的产业应用，促进材料与器件研究优势延伸到激光器应用优势和产业优势，在我国造就一个高水平的全固态激光器产业及其应用产业链。
根据以上总体考虑，本重点项目设置了“级全固态激光器及其工业化应用研究”、“新型激光材料与器件技术”、“激光全色显示技术”、“激光医疗技术与设备”、“激光微加工设备及其在电子工业中的应用”以及“技术标准、专利与战略研究”六个研究方向。
其中年度已经启动了“级全固态激光器及其工业化应用研究”、“新型激光材料与器件技术”和“激光全色显示技术”个方向。
年度启动了“激光全色显示技术”、“激光微加工设备及其在电子工业中的应用”和“技术标准、专利与战略研究”个方向。
本次公开发布“级全固态激光器及其工业化应用研究”技术方向“高功率全固态激光器焊接装备”和“激光医疗技术与设备”技术方向“全固态激光治疗血管瘤设备”与“全固态多波长激光眼底病治疗设备”等个课题申请指南，国拨经费控制数万元。
二、指南内容课题、高功率全固态激光器焊接装备研究目标：采用国产高功率全固态激光器，研制出满足汽车或船舶工业应用的高功率全固态激光器焊接装备，该装备性能稳定、可靠，能在工程环境下长期稳定运行，能焊接的普通低碳钢板、双面镀锌板和不锈钢板等板材。
研究内容：高功率全固态激光器光纤耦合技术；高功率全固态激光器一体化控制技术；高功率全固态激光装备焊接技术；实现高功率全固态激光加工装备的关键器件国产化，突破高功率全固态激光焊接装备的关键技术，研制出基于高功率全固态激光器的汽车制造或船舶制造用工业化激光焊接装备。
全固体蓝色激光技术综述
中图 分 类 号 ： Ｎ ４ Ｔ ２８ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ａｌ・ ｏ ｉ －ｔ ｔ ｕｅ Ｌａ ｅ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｌｓ ｌ ｓ ａ ｅ Ｂｌ ｓ ｒ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ － ｄ・
体 蓝 光激 光 的 方 法 、 际 上 全 固 体 蓝 光 激 光 达 到 的 国 技 术 水 平 及 今 后 蓝 光 激 光 的发 展 前 景 进 行 阐述 。
２ 全 固体 蓝 光激 光 器 的 实 现 方 法
的蓝 光发 射 ， 出 功 率 １ 输 ｍＷ ， 续 工 作 了 １０ 。 然 连 ０ｈ 而在 生 长 过 程 中 ＰＮ 结 内 形 成 的 缺 陷 在 高 阈 值 电 —
管 ； 外 二 极 管 Ｌ 的倍 频 ； 率 上 转 换 方 法 获 得 蓝 光 ； 频 、 频 等 非 线 性 光 学 手 段 获 得 蓝 红 Ｄ 频 倍 和
光 。 介 绍 了全 固体 蓝 激 光 器 目前 的技 术 水 平 ， 对高 功 率 全 固体 蓝 激 光 的发 展 前 景 做 了展 望 。 并
全 固体 蓝 色 激 光 技 术 综 述
刘 伟 仁 ， 玉 晶 ， 淑 芳 ， 立 春 霍 何 冯
（ 华 大 学 电 子 系 激 光 教 研 组 ， 京 １０ ８ 清 北 ０ ０ ４）
摘
要： 阐述 了实 现 全 固体 蓝 激 光 器 的几 种 典 型 方 法 ， 主要 有 直 接 发 射 蓝 光 的半 导 体 激 光 二 极
维普资讯
第 ３ ２卷 第 ４期
２０ ０ ２年 ８月
激 光 与 红 外
ＬＡＳＥＲ ＆ Ｉ ＮＦＲＡ ＲＥＤ
激光综述范文
激光综述范文激光综述。
激光技术是一种非常先进的技术，它已经在各个领域得到了广泛的应用。
激光技术的发展对于推动现代科学技术的发展起到了非常重要的作用。
本文将对激光技术的原理、应用领域以及未来发展进行综述。
激光是一种特殊的光，它是一种高度聚焦的、单色的、相干的光。
激光的产生是通过激发原子或分子，使其跃迁到高能级，然后再自发辐射出来。
激光的特点是具有高亮度、高能量密度、高单色性和高相干性。
这些特点使得激光在各个领域有着广泛的应用。
激光技术在材料加工领域有着广泛的应用。
激光切割、激光焊接、激光打标等技术已经成为现代制造业中不可或缺的工艺。
激光加工技术具有高精度、高效率、无污染等优点，因此在汽车制造、航空航天、电子等领域得到了广泛的应用。
激光技术在医学领域也有着重要的应用。
激光治疗、激光手术、激光诊断等技术已经成为现代医学中的重要手段。
激光在医学领域的应用具有非侵入性、高精度、无痛苦等优点，因此在眼科、皮肤科、牙科等领域得到了广泛的应用。
激光技术在通信领域也有着重要的应用。
激光通信技术已经成为现代通信领域中的重要技术。
激光通信具有传输速度快、抗干扰能力强、传输距离远等优点，因此在卫星通信、光纤通信等领域得到了广泛的应用。
未来，随着科学技术的不断发展，激光技术将会得到进一步的发展。
激光技术将会在材料加工、医学、通信等领域得到更广泛的应用。
同时，激光技术的发展也将会推动相关领域的发展，促进社会的进步。
综上所述，激光技术是一种非常先进的技术，它已经在各个领域得到了广泛的应用。
激光技术的发展对于推动现代科学技术的发展起到了非常重要的作用。
相信在不久的将来，激光技术将会得到进一步的发展，为人类社会的进步做出更大的贡献。
固体激光器原理及应用
固体激光器原理及应用固体激光器是一种使用固态材料作为工作介质，利用吸收外部能量激发材料内部电子跃迁产生激光的器件。
其原理基于材料内部的电子能级结构，通过能量输入使电子能级发生跃迁，产生一束高强度、窄谱线、准单色的激光束。
固体激光器具有激光输出稳定、寿命长、重复频率高、输出功率大等优点，因此在许多领域有着广泛的应用。
固体激光器的工作原理可以分为三个基本步骤：激发、放大和输出。
首先，通过能量输入使材料内部的电子从基态跃迁至激发态，形成一个激发态的粒子团。
其次，通过适当的增益介质，激发态粒子发生受激辐射过程，产生激光并且放大。
最后，通过激光输出装置将激光束从增益介质中输出。
固体激光器的工作介质一般是由具有合适外加激励源的能级结构的晶体或玻璃组成。
常用的材料有Nd:YAG（氧化钇铝铈钕）、Nd:YLF（钇铝石榴石）、Nd:YVO（钇钕钒酸盐）和Ti:sapphire（蓝宝石）等。
这些材料具有良好的耐热性、光学性能和谐振特性。
固体激光器的应用相当广泛。
在科学研究领域，固体激光器常用于物理、化学、生物学等学科中的实验室研究。
其高可靠性和稳定性使其成为激光生物学、光谱学和光物理学等领域的基础工具。
此外，固体激光器在通信领域也有着重要的地位。
特别在光纤通信系统中，固体激光器可以作为光源产生高质量的激光信号，用于传输和接收数据。
固体激光器还在制造业中得到广泛应用。
例如，固体激光器在激光切割、焊接和打标等加工过程中发挥着重要角色。
其高功率和高能量脉冲使其成为材料切割和焊接的理想工具。
此外，固体激光器还可以应用于材料精细处理、纳米加工和激光显微技术等领域，为制造业提供了更加高效和精确的加工手段。
此外，固体激光器还用于医疗领域。
例如，激光手术中使用的激光刀就是一种固体激光器。
固体激光器可以提供高能量和高精确性的激光束，用于切割、热凝固和热疗等医疗操作。
它在眼科手术、皮肤整形和癌症治疗等领域中有着广泛应用。
总之，固体激光器以其稳定的输出功率、高效的能量转化和丰富的应用领域而受到广泛关注和应用。
激光加工技术的应用综述
激光加工技术的应用综述激光加工技术是近年来备受关注的一种加工方式。
利用激光的高聚焦特性，可以实现对各种材料的精细加工。
激光加工技术已被广泛应用于制造业、医疗产业、航空航天等领域中。
本文将对激光加工技术的应用进行综述。
一、激光切割激光切割是激光加工技术中最常见的应用之一。
它是利用激光束的高能量和高密度来切割各种材料的一种方法。
激光切割广泛应用于金属材料、木材、塑料、陶瓷等材料的加工中。
与传统的机械切割方式相比，激光切割具有更高的精度和更少的浪费。
目前，激光切割已被广泛应用于汽车制造、建筑材料、电子器件等产业。
二、激光焊接激光焊接是将两种或两种以上的材料通过激光束的热作用进行精密焊接的一种方法。
激光焊接广泛应用于金属材料、塑料等材料的加工中。
相比于传统的焊接方式，激光焊接可以实现更高的精度和更少的材料损耗。
目前，激光焊接已被广泛应用于汽车制造、电子器件等产业。
激光焊接能够实现多种材料的焊接，如钢和铝、钢和铜等。
激光焊接还被应用于制造航空航天设备和医疗器械等领域。
三、激光打标激光打标是利用激光束的高能量在材料表面刻印图案或文字的一种方法。
激光打标具有非常高的精度和速度，并且可以用于切割及印刷生产。
激光打标已广泛应用于食品包装、饮料瓶等产品上的生产日期、批号等信息的刻印。
激光打标还被应用于汽车零件、电子器件等产品上的品牌、规格等信息的刻印。
四、激光雕刻激光雕刻是利用激光束的高密度和高能量在材料表面进行切割和细节雕刻的一种方法。
激光雕刻具有非常高的精度和速度，并且可以应用于各种材料的加工，如木材、玻璃、金属等。
激光雕刻已广泛应用于珠宝、玩具、艺术品等领域。
五、激光减薄激光减薄是利用激光束的高能量将材料表面进行微细减薄的一种方法。
激光减薄广泛应用于电子器件、汽车制造等产业中。
它可以实现对微小零件的精细加工，使得器件更加轻薄、高效。
总之，激光加工技术具有非常高的精度和速度，可以应用于各种材料的加工。
随着技术的不断发展和进步，激光加工技术在制造、医疗、航空航天等领域的应用将会越来越广泛。
固体激光器原理固体激光器
固体激光器原理-固体激光器固体激光器发展历程固体激光器发展历程固体激光器用固体激光材料作为工作物质的激光器。
1960年，梅曼发明的红宝石激光器就是固体激光器，也是世界上第一台激光器。
固体激光器一般由激光工作物质、激励源、聚光腔、谐振腔反射镜和电源等部分构成。
这类激光器所采用的固体工作物质，是把具有能产生受激发射作用的金属离子掺入晶体而制成的。
在固体中能产生受激发射作用的金属离子主要有三类：(1)过渡金属离子；(2)大多数镧系金属离子；(3)锕系金属离子。
这些掺杂到固体基质中的金属离子的主要特点是：具有比较宽的有效吸收光谱带，深圳市星鸿艺激光科技有限公司专业生产激光打标机，激光焊接机,深圳激光打标机,东莞激光打标机比较高的荧光效率，比较长的荧光寿命和比较窄的荧光谱线，因而易于产生粒子数反转和受激发射。
用作晶体类基质的人工晶体主要有：刚玉、钇铝石榴石、钨酸钙、氟化钙等，以及铝酸钇、铍酸镧等。
用作玻璃类基质的主要是优质硅酸盐光学玻璃，例如常用的钡冕玻璃和钙冕玻璃。
与晶体基质相比，玻璃基质的主要特点是制备方便和易于获得大尺寸优质材料。
对于晶体和玻璃基质的主要要求是：易于掺入起激活作用的发光金属离子；；具有适于长期激光运转的物理和化学特性。
晶体激光器以红宝石和掺钕钇铝石榴石为典型代表。
玻璃激光器则是以钕玻璃激光器为典型代表。
工作物质固体激光器的工作物质，由光学透明的晶体或玻璃作为基质材料，掺以激活离子或其他激活物质构成。
这种工作物质一般应具有良好的物理－化学性质、窄的荧光谱线、强而宽的吸收带和高的荧光量子效率。
玻璃激光工作物质容易制成均匀的大尺寸材料，可用于高能量或高峰值功率激光器。
但其荧光谱线较宽，热性能较差，不适于高平均功率下工作。
常见的钕玻璃有硅酸盐、磷酸盐和氟磷酸盐玻璃。
80年代初期，研制成功折射率温度系数为负值的钕玻璃，可用于高重复频率的中、小能量激光器。
晶体激光工作物质一般具有良好的热性能和机械性能，窄的荧光谱线，但获得优质大尺寸材料的晶体生长技术复杂。
固体激光器
固体激光器简介固体激光器是一种基于固体材料的激光发射器件。
与其他类型的激光器相比，固体激光器具有较高的效率、较高的输出功率和较低的噪声。
它们在多个领域中得到广泛应用，包括医学、材料加工、通信和科学研究等。
在固体激光器中，激光通过在固体材料中激发原子或离子引起的电子跃迁来产生。
这些材料通常是晶体或玻璃，并且它们的结构和组成决定了激光器的性能和特性。
原理固体激光器的工作原理基于三个基本过程：吸收、放大和辐射。
首先，固体材料吸收外部激发源（例如光或电能）的能量。
这种能量转移导致材料的原子或离子中的电子被激发到更高的能级。
当电子处于这种高能级时，它们有望通过受激辐射产生辐射能量。
然后，在经历一系列非辐射过程后，高能级的电子通过自发辐射受激发射出激光光子。
这种发射过程又被称为光放大。
这些激光光子在光学谐振腔中来回反射，同时经历光放大过程，最终形成高功率、高能量的激光束。
固体材料固体激光器中常用的材料包括晶体和玻璃。
不同的材料具有不同的性质和应用。
1.晶体材料：晶体激光器最早使用的材料是人工合成的天然晶体，如红宝石 (ruby) 和人工蓝宝石 (sapphire)。
这些材料具有较高的光学透明性和较高的激光输出功率。
晶体激光器通常在固体材料中掺入外来的色心（如Cr3+）来调节激光输出的波长。
其他常见的晶体材料还包括掺铱的钛蓝宝石和掺钬的氧化铽。
2.玻璃材料：相比晶体材料，玻璃激光器具有更大的放大带宽和更高的辐射受激发射截面。
这意味着玻璃激光器可以实现更宽波长范围内的激光输出。
常见的玻璃材料包括钕玻璃、铽玻璃和铒玻璃。
无论是晶体材料还是玻璃材料，固体激光器的性能和特性都取决于材料的结构和化学成分。
应用领域固体激光器在多个领域中应用广泛。
1.医学：固体激光器被广泛用于医学领域，用于激光手术、皮肤美容、眼科手术和牙科治疗等。
例如，钕玻璃激光器被用于激光眼部手术，以纠正近视、远视和散光等眼部问题。
2.材料加工：固体激光器可以用于材料切割、焊接和打孔等加工过程。
固体激光器的原理及应用
固体激光器的原理及应用1.激活剂：固体激光器使用的激活剂通常为晶体或玻璃，其中掺杂了能量水平分布较宽的物质，如三价离子或四价离子等。
激活剂材料的选择取决于所需的激光波长和特定应用。
2.激发系统：通常使用光源来激发激活剂中的原子。
常见的激发方式包括光闪烁法、电子束激发法和光泵浦激发法。
通过这些激发方法，激发剂吸收光子能量，电子跃迁到激活态。
3.受激辐射：当激活剂中的元激发态处于足够的能级时，它们可以通过受激辐射过程发射光子。
这些光子的能级和相位与刺激光子的相同，也就是说，它们是同相且具有相同的波长和频率。
这样一来，受激辐射形成一个激光。
4.光反馈：激活剂中的光子在传播时经过光学谐振腔，其中包含两个镜子，一个是高反射镜，另一个是半透镜。
高反射镜反射大部分激光光子，使得光子在腔内来回传播。
半透镜透过一小部分激光光子，从而产生输出激光。
1.科学研究：固体激光器在科学研究领域中被广泛应用，例如用于制造实验所需的高能量激光束，用于研究宇宙、物质结构和基本粒子等领域。
2.医疗：固体激光器被用于医学领域中的手术和治疗过程。
例如，激光切割术、激光去除表皮术和激光治疗癌症等。
3.通信：固体激光器可用于光纤通信系统中。
其优点包括高功率、高效能和高数据传输速度，使其成为光纤通信的理想激光源。
4.材料加工：固体激光器可用于材料加工，如激光切割和激光焊接等。
由于其高能量密度和可控性，这些激光器可以精确地加工各种材料，包括金属、塑料和陶瓷等。
5.军事应用：固体激光器在军事领域中具有重要的应用，例如激光制导武器、激光测距仪和激光干涉测量等。
总的来说，固体激光器具有高能量密度、高效能、高重复频率和稳定的输出特性，因此在科学研究、医疗、通信、材料加工和军事等领域有着广泛的应用。
随着技术的发展，固体激光器在不同领域的应用前景将进一步拓展。
蓝光光纤激光器的原理及发展讲解
蓝光光纤激光器的原理及发展一、前言蓝光波段激光在高密度数据存储、海底通信、大屏幕显示(需要蓝绿光构造全色显示、检测、生命科学、激光医疗等领域有着广泛的应用价值。
目前商业化的固体激光器激光波长主要在近红外和红外波段。
在固体激光器中欲获得蓝色激光输出,主要有以下三种方法:(1利用宽禁带半导体材料直接制作蓝光波段的半导体激光器;(2利用非线性频率变换技术对固体激光进行倍频;(3利用上转换技术在掺稀土的晶体、玻璃或光纤中实现蓝激光输出。
对于可见波段的半导体激光二极管(LD,蓝光LD的研制需要昂贵的设备和衬底材料,同时LD的光束质量不尽人意,在许多应用领域受到了限制。
由LD泵浦的倍频固体激光器,需要非线性晶体材料进行频率转换,虽然光束质量很好,输出功率也很高,但系统较复杂。
近年来,人们利用发光学中的频率上转换机制,大力发展具有蓝绿光输出上转换发光材料,所采用的泵浦源一般为近红外高功率半导体激光器。
另外,与稀土掺杂的玻璃和晶体相比,光纤具有输出波长多、可调谐范围宽等优点。
利用上转换光纤制作的光纤激光器还具有结构简单、效率高、成本低的优点。
近两年来,国外对蓝光上转换光纤激光器研究很活跃,并且其商业化进程也相当迅速。
二、工作原理蓝光光纤激光器是利用稀土离子上转换的发光机理,即采用波长较长的激发光照射掺杂的稀土离子的样品时,发射出波长小于激发光波长的光。
稀土离子的上转换发光机制一般可以分为激发态吸收、能量转移和光子雪崩三种过程。
蓝光上转换光纤的输出波长一般在450~490nm之间,目前能获得蓝光输出稀土离子主要有Tm3+,Pr3+两种,但大多数情况下,为了提高泵浦吸收效率和上转换发光效率,往往采用将Tm3+或者Pr3+离子与Yb3+离子共掺的方式,通过Yb3+离子的敏化作用,利用多声子吸收的原理获得高效的上转换发光效应, Tm3+/Yb3+共掺和Pr3+/Yb3+共掺这两种方式的上转换光纤激光目前报道的最多。
三、发展历程频率上转换发光现象最早是在石英介质中发现的,但由于其上转换发光效率低下,且在低温下工作而未引起研究人员的注意。
固体激光器的工作原理
固体激光器的工作原理
固体激光器是一种利用固体材料作为工作介质产生激光的装置。
它的工作原理是通过激发固体材料中的原子或分子，使其处于激发态，然后在激发态和基态之间进行能级跃迁，产生激光输出。
固体
激光器通常由泵浦源、固体激发材料和谐振腔三部分组成。
首先，固体激光器的泵浦源通常采用激光二极管或者弧光灯等
高能量光源，用来提供能量以激发固体材料中的原子或分子。
这些
泵浦源产生的光能会被聚焦到固体激发材料上，激发材料吸收光能后，内部的原子或分子就会处于激发态。
其次，固体激光器的固体激发材料是产生激光的关键部分。
常
见的固体激发材料包括Nd:YAG晶体、Nd:YVO4晶体、Nd:glass等。
这些材料在受到泵浦源激发后，内部的原子或分子会处于激发态，
形成激发粒子团。
最后，固体激光器的谐振腔是激光放大和输出的关键部分。
谐
振腔由两个反射镜构成，其中一个是部分透射的输出镜，另一个是
全反射的输入镜。
激发粒子团在谐振腔中来回多次反射，不断受到
激发和放射，最终形成激光输出。
综上所述，固体激光器的工作原理是通过泵浦源激发固体激发材料中的原子或分子，使其处于激发态，然后在谐振腔内进行能级跃迁，产生激光输出。
固体激光器具有结构简单、稳定性好、寿命长的特点，被广泛应用于医疗、通信、材料加工等领域。
希望本文能够帮助大家更好地了解固体激光器的工作原理。
《固体激光器》课件
文化遗产激光保护
固体激光器可用于文化遗 产保护，如清洗和修复古 代文物。
固体激光器技术发展
1
发展历程
固体激光器技术经历了从Nd:YAG、Nd:YVO4等到新材料的不断研究和发展。
2
发展趋势
现代固体激光器技术将朝着高功率、高效能转换和短脉冲宽度的方向发展。
固体激光器的前景
发展前景
固体激光器在医疗、工业和科研等领域拥有 广阔的发展前景。
波长范围
固体激光器的波长范围广泛，可以涵盖可 见光、红外线等多个频段。
光束质量
固体激光器的光束质量通常表现为TEM00 等高斯模式。
固体激光器的应用领域
手术激光器
固体激光器广泛应用于激 光治疗和激光手术领域， 如眼科手术和皮肤美容。
工业激光器
固体激光器在切割、焊接、 打标等工业应用中具有重 要作用。
固体激光器与其他激光器的比较
固体激光器
气体激光器
优点
优点
• 高能量转换效率 • 稳定的输出功率和波长
• 大功率输出 • 可调的激光波长
半导体激光器
优点
• 小型、便携 • 高效能转换
固体激光器的构造
固体激光器主要由激光介质、泵浦源、光学谐振腔、输出耦合器等部分组成。激光介质通常是由 掺杂了激光离子的固体晶体或玻璃材料制成。
激光器发射的原理和过程
固体激光器的激光发射过程通常包括能量吸收、电子激发、激发态粒子寿命、激发态粒子跃迁等 多个步骤。最终产生的激光通过光学谐振腔和输出耦合器进行输出。
几千 瓦不等。
脉冲宽度
固体激光器可以产生纳秒、皮秒以及飞秒 级别的脉冲宽度。
什么是固体激光器？
固体激光器是一种基于固体材料的激光器，其工作介质是固态物质。它通过 在固体材料中产生激发态粒子来产生激光。
固态激光器技术的研究与应用
固态激光器技术的研究与应用随着科技的不断发展，固态激光器技术越来越受到人们的关注。
固态激光器作为一种具有广泛应用前景的激光技术，其在医疗、通信、军事等领域都发挥了重要作用。
本文将详细介绍固态激光器技术的研究、发展和应用。
一、固态激光器技术研究的历史固态激光器技术的研究始于上世纪60年代初期，当时人们开始研究将激光晶体和激光材料进行合适的加工、加热等工艺加工，从而获得光学性能更好的材料。
在这一过程中，人们渐渐认识到了掺杂剂对固态激光器光学性能的影响。
上世纪70年代，固态激光器技术开始进入了实用化阶段。
当时，人们开始研究如何增加材料的掺杂浓度，以提高激光输出功率。
此后，固态激光器技术以惊人的速度发展，不断涌现出新的材料、激光器结构和生产工艺。
二、固态激光器技术的发展现状1. 材料领域许多新型的材料在固态激光器技术中得到了广泛应用。
例如，YAG晶体、Nd:YAG晶体、Cr4+:YAG晶体等。
其中，YAG晶体和Nd:YAG晶体是固态激光器中最重要的材料之一。
它们拥有很高的掺杂浓度、较好的光学性能，且可以在实验室中较为容易地制备。
2. 激光器结构领域激光器结构是固态激光器技术的基础。
人们在不断研究中，提出了很多新的激光器结构。
例如，倍频晶体出口激光器、带Q调制器激光器、内冷式激光器等。
这些结构都具有自身独特的优点，可以根据实际需要进行选择。
3. 生产工艺领域三，固态激光器技术的应用1. 医疗领域在医疗领域，固态激光器技术可以用来制备新型的光学治疗设备，如准分子激光手术、皮秒激光去斑、激光美容等。
这些设备可以用于治疗近视、青光眼、斑秃、妊娠纹等疾病。
2. 通信领域在通信领域，固态激光器技术可以用来制造高速、高精度的光纤通信设备，如激光器放大器、激光器标记器、激光器测距仪等。
这些设备可以实现高速、稳定的数据传输，并在现代通信技术中得到广泛应用。
3. 军事领域在军事领域，固态激光器技术可以用来制造一些特种设备，如激光制导瞄准器、激光干扰仪、激光测距仪等。
固体激光器的原理与应用
固体激光器的原理与应用固体激光器是一种利用固态材料作为激光介质的激光器。
它通过在固体介质中注入能量，激发材料内部的激活态粒子的跃迁，产生特定波长和相干性很强的光束。
固态激光器具有高效率、高功率、高可靠性和较长的寿命等优点，被广泛应用于科学研究、医学、材料加工、光通信等领域。
固体激光器的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1. 产生激活态：固体激光器中使用的材料通常是由能级结构比较复杂的晶体或玻璃材料，例如Nd:YAG（钕：铝石榴石）晶体。
这些材料中的掺杂离子（如钕离子）被外部能量（例如光或电）激发，电子会从基态跃迁到较高能级的激活态。
2. 跃迁过程：激发态的离子会在非常短的时间内经历自发辐射跃迁，从能量较高的激发态回到能量较低的激活态，发出光子。
这个跃迁过程的能量差就对应着激光器的波长。
3. 反射：在材料两端镀有高反射镜和半反射镜，高反射镜可以使激光光束反射回材料，而半反射镜可以放出一部分激光光束。
4. 光增强：当激光光束通过激活态的材料时，会诱发更多的离子跃迁，产生更多的光子。
这个过程叫做光增强，光子数目可以指数级增加。
5. 输出激光：一部分光通过半反射镜射出，形成一束可见激光光束。
这个激光光束具有相干性好、方向性强、能量集中等特点。
固体激光器具有广泛的应用领域，以下是其中一些重要的应用：1. 科学研究：固体激光器在科学研究中扮演了重要的角色，例如用于光学测量、激光光谱学、光学材料研究等。
激光的高相干性和高功率使得这些应用成为可能。
2. 医学：固体激光器在医学领域有多种应用，例如激光医疗和激光手术。
激光可以用于治疗疾病、进行手术切割、癌症治疗等。
激光的高能量和精确性使得医生可以更好地进行操作。
3. 材料加工：固体激光器也被广泛应用于材料加工领域，例如激光切割、激光焊接、激光打标等。
激光的高能量密度可以使得材料瞬间加热，达到加工的目的，比传统加工方法更加精确和高效。
4. 光通信：固体激光器在光通信中扮演了重要的角色。
固体激光器原理及应用
编号赣南师范学院学士学位论文固体激光器原理及应用教学学院物理与电子信息学院届别 2010届专业电子科学与技术学号 060803013姓名丁志鹏指导老师邹万芳完成日期 2010.5.10目录摘要：固体激光器目前是用最广泛的激光器之一，它有着一些非常突出的优点。
介绍固体激光器的工作原理及应用，更能够加深对其的了解。
本论文先从基本原理和结构介绍固体激光器，接着介绍一些典型的固体激光器，最后介绍其在军事国防、工业技术、医疗美容等三个方面的应用及未来的发展方向。
(1)关键词：固体激光器基本原理基本结构应用 (1)Abstract:Solid-state laser is currently one of the most extensive laser,it has some very obvious advantages.The working principle of solid-state lasers and applications were described in the paper and it can enhance the understanding.In this paper, starting with the basic principles and structure of the introduced solid-state laser,and then some typical solid-state lasers and a presentation on its military defense,industrial technology,medical and cosmetic applications in three areas and future development direction were introduced (1)Key words:Solid-state Laser Basic Principle Basic Structure Application (1)1引用 (2)2激光与激光器 (2)2.1激光 (2)2.2激光器 (3)3固体激光器 (4)3.1工作原理和基本结构 (4)3.2典型的固体激光器 (8)3.3典型固体激光器的比较 (11)3.4固体激光器的优缺点 (12)4固体激光器的应用 (13)4.1军事国防 (13)4.2工业制造 (15)4.3医疗美容 (16)5结束语 (17)参考文献 (19)摘要：固体激光器目前是用最广泛的激光器之一，它有着一些非常突出的优点。
固体激光器原理及应用
固体激光器原理及应用固体激光器是利用固体激光介质从激光管出射激光，其工作原理是通过在固体激光介质内注入能量激发原子或分子，使其处于激发态，当原子或分子从激发态跃迁至基态时，会放出激光辐射。
固体激光器具有输出功率高、波长选择范围广、重复频率高等优点，被广泛应用于材料加工、医学美容、通信、军事等领域。
固体激光器的工作原理如下：首先，通过外部能源（例如光或电）将能量输入到固体激光介质中，使其处于激发态。
当原子或分子处于激发态时，会发生跃迁，从而放出激光辐射。
这些激光光子在激光放大器中被不断放大，最终形成高功率的激光束。
通过激光输出装置，我们可以获得所需波长、功率和脉冲宽度的激光。
1.材料加工：固体激光器在材料加工领域有着重要的应用，可以用于切割、打孔、焊接、表面处理等工艺。
由于固体激光器输出功率高，能够在短时间内对材料进行高效加工，因此在工业生产中得到广泛应用。
2.医学美容：固体激光器在医学领域被用于皮肤治疗、脱毛、祛斑等美容项目。
激光束的高能量可以穿透皮肤表层，作用于深层组织，实现精确治疗效果。
3.通信：固体激光器在通信领域被用于光纤通信系统中，可以实现对光信号的发射、放大和调制，提高通信传输速率和距离。
4.军事：固体激光器在军事领域有着重要的应用，可以用于激光制导武器、激光测距、激光通信等领域，提高军事作战和侦察能力。
除了以上几个领域外，固体激光器还可以应用于科研、环境监测、光学仪器等领域，具有广泛的潜在应用价值。
在固体激光器的应用过程中，需要注意以下几点：1.固体激光器的稳定性：要保证固体激光器的光束输出稳定，功率均匀，波长一致，以满足各种应用的需求。
2.加强对固体激光器的保养和维护：固体激光器在长时间使用过程中会产生磨损或老化，需要定期维护，替换损坏部件，以延长使用寿命。
3.安全防护：固体激光器产生的高能量激光束对眼睛和皮肤有较强的危害性，使用时要做好防护工作，避免人员受伤。
总的来说，固体激光器在现代科技发展中扮演着重要的角色，其高功率、高功率密度和波长选择范围广等优点，使其在各个领域都有着广泛的应用前景。
2024年固体激光器市场发展现状
2024年固体激光器市场发展现状引言固体激光器是一种基于固体材料的激光器，具有高功率、高可靠性和高效率的特点，广泛应用于医疗、科研、工业制造等领域。
随着科技的不断进步，固体激光器市场正在迅速发展。
本文将对固体激光器市场的现状进行分析和总结。
市场规模固体激光器市场在过去几年中保持了稳定增长态势。
根据市场研究公司的数据，2019年固体激光器市场规模达到了X亿美元，相比2018年增长了X%。
预计到2025年，固体激光器市场规模将进一步扩大，达到X亿美元。
主要应用领域固体激光器主要应用于医疗、科研和工业制造领域。
医疗领域在医疗领域，固体激光器被广泛应用于激光手术、皮肤美容和眼科手术等方面。
其高能量和高聚焦性能使其成为进行精确和高效的医疗操作的理想工具。
固体激光器在科研领域中发挥着重要作用。
它们被用于原子物理学、光谱学、粒子物理学等研究领域。
固体激光器的高功率输出和较长寿命使其成为科学家们进行精密实验和观测的有力工具。
工业制造领域在工业制造领域，固体激光器被广泛应用于材料加工、激光切割和激光打标等方面。
固体激光器的高功率和稳定性使其能够实现高效、精确和可靠的工业加工过程，提高生产效率并节约成本。
市场驱动因素固体激光器市场的快速发展得益于以下几个因素的驱动：技术进步固体激光器技术的不断进步推动了市场的发展。
新材料的研发和改进以及激光器的性能提升使得固体激光器在各个领域具有更广泛的应用。
随着技术的不断革新，固体激光器市场将继续增长。
应用需求各个领域对激光器的需求不断增加，特别是在医疗和工业制造领域。
随着医疗技术的进步和对高品质产品的需求增加，固体激光器的市场需求也在不断增加。
政府对激光技术的支持也是固体激光器市场发展的重要推动力。
政府的投资和政策扶持鼓励了激光器技术的研发和应用，为市场提供了更好的发展环境。
市场竞争格局固体激光器市场存在着多家主要供应商竞争的格局。
这些供应商通过技术创新、产品质量和市场营销来争夺市场份额。
全固态Yb：YAG激光器发展现状
倍 频激光 器 、 可调 谐激 光器 以及 新型 陶瓷 激光器 的发 展 现状 。
关键 词 ： 固态激 光器 ； ｂＹ Ｇ；０ ０／ １ ９ｎ 倍 频 全 Ｙ ： Ａ １ ３ ｌ ０ ｍ； ｍ；４ 中图分 类 号 ： Ｎ ４ ． Ｔ ２８１ 文 献标识 码 ： Ａ
Ｙ ：Ａ ｂＹ Ｇ晶 体 为 准 三 能 级 结 构 的激 光 晶体 ， 能
级 结 构如 图 １所 示 Ｊ ｂ 仅 有 一 个 基 态 ， 。Ｙ ¨ Ｆ 和
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吸 收带宽 宽 ， 上能 级 寿命 长 ， 子 效 率 高 等 的优 点 。 量
寿命 长 、 于集 成化 等优点 ， 易 使其 在许 多 应用领 域 不
术研 究再 次 得到人 们 的重 视 。 １９ ９ １年 ， 国林 肯实 美 验 室 的 Ｐ Ｌｃｖｒ 报 道 了 世 界 上 第 一 台 室 温 运 ． ａｏａａ等
转的 Ｙ ：Ａ ｂ Ｙ Ｇ激 光 器 。随 后 ， ｂ Ｙ Ｇ激 光 器 技 Ｙ ：Ａ 术研 究逐 渐成 为 国 内外 激光 器研 究 的一个 热点 。
早在 １ ６ ９ ５年 ， 国贝 尔实 验室 的 Ｌ Ｆ Ｊｈ ｓｎ等 用 美 ． ．ｏ ｎｏ
而 且在 激光 上能 级 之 上 不存 在 更 高 的激 发 态 能级 。 激 光 过 程 发 生 在 激 发 态 最 低 的 子 能 级 Ｆ
１ 引 言
究 仅 限于光 谱 特性 的研 究 。进 入 ２ ０世 纪 ９ ０年 代 ，
随 着ＩＧ Ａ 激 光 二 极 管 的 发 展 ， ｂ Ｙ Ｇ激 光 器 技 ｎａｓ Ｙ ：Ａ
GaN综述
GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料，并与SiC、金刚石等半导体材料一起，被誉为是继第一代Ge、Si 半导体材料、第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。
它具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好（几乎不被任何酸腐蚀）等性质和强的抗辐照能力，在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。
2GaN材料的特性GaN是极稳定的化合物，又是坚硬的高熔点材料，熔点约为1700℃，GaN具有高的电离度，在Ⅲ—Ⅴ族化合物中是最高的（0.5或0.43）。
在大气压力下，GaN晶体一般是六方纤锌矿结构。
它在一个无胞中有4个原子，原子体积大约为GaAs的一半。
因为其硬度高，又是一种良好的涂层保护材料。
2.1GaN的化学特性在室温下，GaN不溶于水、酸和碱，而在热的碱溶液中以非常缓慢的速度溶解。
NaOH、H2SO4和H3PO4能较快地腐蚀质量差的GaN，可用于这些质量不高的GaN晶体的缺陷检测。
GaN在HCL或H2气下，在高温下呈现不稳定特性，而在N2气下最为稳定。
GaN的电学特性是影响器件的主要因素。
未有意掺杂的GaN在各种情况下都呈n型,最好的样品的电子浓度约为4×1016/cm3。
一般情况下所制备的P型样品，都是高补偿的。
很多研究小组都从事过这方面的研究工作，其中中村报道了GaN最高迁移率数据在室温和液氮温度下分别为μn=600cm2/v·s和μn=1500cm2/v·s，相应的载流子浓度为n=4×1016/cm3和n=8×1015/cm3。
近年报道的MOCVD沉积GaN层的电子浓度数值为4×1016/cm3、<1016/cm3；等离子激活MBE的结果为8×103/cm3、<1017/cm3。
未掺杂载流子浓度可控制在1014～1020/cm3范围。
固体激光器及其调Q工作原理
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汇报人姓名
发展历程
PART 1
特点
PART 1
应用
激光器的构成
泵浦——提供能量 工作物质——受激
辐射，产生激光 谐振腔——光放大、
选模
激光器的分C O 类2
PART 1
固体激光器
PART 1
激光产生 机制
调Q
1
I Ic
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•常用电光晶体：
KDP磷酸二氢钾
BBO硼酸钡
LN铌酸锂
LGS硅酸镓镧
RTP磷酸钛氧铷
声光调Q
激光经过该声光介质，发生一级衍射，方 向偏离谐振腔，谐振腔损耗增加，高Q值
撤去超声场， 衍射消失，Q 值骤降
声波在声光介质中传播，会使 该介质折射率发生周期变化， 可视为等效位相光栅
饱 和 吸 收 调
Q
(I) 0
,合 成 为 圆 偏 振 光 ， 经 全 反 镜 P反 A射 RT， 1再 次 经 过 电 光 晶 体 ，
2
相 位 差 为 合 成 为 y 方 向 线 偏 振 光 ， 无 法 通 过 偏 振 片 。
V 4=4 n 0 3 ， 为 晶 体 两 端 所 加 调 Q 电 压 。
•电光晶体应满足以下条件：消光比高；透过率高、透光范围大； 半波（四分之一波）电压低；抗破坏阈值高；晶体防潮等。
调Q技术又叫Q开关技术，是将一般输出的连续激 光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使光 源的峰值功率可提高几个数量级的一种技术。
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第32卷 第4期 激光与红外Vol.32,No.4 2002年8月 LASER & INFRARED August,2002 文章编号:100125078(2002)0420221203全固体蓝色激光技术综述刘伟仁,霍玉晶,何淑芳,冯立春(清华大学电子系激光教研组,北京100084)摘 要:阐述了实现全固体蓝激光器的几种典型方法,主要有直接发射蓝光的半导体激光二极管;红外二极管LD的倍频;频率上转换方法获得蓝光;倍频、和频等非线性光学手段获得蓝光。
介绍了全固体蓝激光器目前的技术水平,并对高功率全固体蓝激光的发展前景做了展望。
关键词:全固体;蓝光激光器;Nd∶Y VO4;Nd∶Y A G;LD抽运中图分类号:TN248 文献标识码:AAll2solid2state B lue Laser T echnologyL IU Wei2ren,HUO Yu2jing,HE Shu2fang,FEN G Li2chun(Laser laboratory of Electrical Engineering Department,Tsinghua University,Beijing100084,China)Abstract:Means to realize all2solid2state bule lasers is discussed such as blue laser diode,frequency doubling of LD,up2conversion,nonlinearly optics.Also the recent progress and forward2looking of high power solid2state blue laser isgivenK ey w ords:all2solid2state;blue laser;Nd∶Y VO4;Nd∶Y A G;diode2pumping1 引 言全固体蓝光激光器是继绿光激光器之后的一种崭新的可见激光光源,随着大功率半导体激光器工艺的成熟和提高,给LD抽运的高功率全固体蓝光激光器的实现奠定了基础。
下面我们针对实现全固体蓝光激光的方法、国际上全固体蓝光激光达到的技术水平及今后蓝光激光的发展前景进行阐述。
2 全固体蓝光激光器的实现方法获得蓝光的方法可以总结为以下几种:1)半导体材料直接发射蓝光;2)由激光二极管输出激光的倍频;3)以上转换材料为增益介质的蓝光激光器;4)倍频、和频、光参量振荡等非线性光学手段产生蓝光。
下面我们就上面的几种方法进行讨论和比较。
2.1 半导体材料直接发射蓝光就尺寸、牢固性、效率及成本意义上讲,蓝绿激光源的最终器件应是半导体激光器。
短波长的半导体蓝绿光激光器最具实际意义的应用是高密度存储,它的实现可以使目前的光盘信息存储量提高四倍。
早在1990年,人们便开始了对半导体材料ZnSe的研究,1996年日本索尼公司采用单量子阱激活层分别限制双异质结结构在常温下实现了515nm的蓝光发射,输出功率1mW,连续工作了100h。
然而在生长过程中P2N结内形成的缺陷在高阈值电流、高结温环境下迅速扩散,使其寿命难以大幅度提高,距离商品化的10000h的目标相距甚远。
推进半导体蓝光二极管商品化进程最有贡献的是日本的日亚(Nichia)化学工业公司,该公司在1997年采用MOCVD技术利用G aN材料,在15%失配的石英基底上生长出了InCaN多量子阱结构的408.6nm蓝光LD。
该蓝光LD的寿命达到了1000h[1]。
目前,日本的日亚公司和美国的相干公司均推出了输出功率为5mW的产品封装的蓝光LD。
虽然,该产品的价格还高得惊人,但距离广泛推广已经为时不远了。
2.2 由激光二极管输出光的倍频虽然蓝光LD的商品化已经指日可待,但目前 作者简介:刘伟仁(1971-),男,博士,现为清华大学博士后,主要从事全固体蓝绿光激光技术研究。
收稿日期:2002201218还不能达到广泛使用的阶段,因此,有人采用直接倍频LD 的方法获得蓝光输出。
采用这种方法可以实现比较高的光2光转化效率。
但它对LD 要求很严格,不仅需要较高的输出功率,而且必须要单管,单频运转。
因此采用电学边带压缩或光学反馈压缩等技术,通过外腔加强的办法,改善LD 的光束质量,压缩其发射线宽,并将LD 输出锁定在非线性晶体无源谐振腔的共振频率上就成为这项技术的关键。
1989年,L.Coldkey 和M.K.Chun 用KN 晶体倍频842nm 的LD ,获得了24mW 的连续蓝色激光输出[2]。
W.J.K ozlovsky 和W.Length 用电学反馈技术钳制856nm LD ,在140mW 的注入功率下得到了41mW 的428nm 的连续蓝光输出[3]。
J.A.Trail 采用实时闭环反馈,有效的控制了光束质量,抑制了噪声,改善了激光的工作稳定性,得到了输出功率40mW 的430nm连续蓝色激光输出,如图1。
图1 通过倍频860nm LD 获得430nm 蓝光的原理图 最近,德国的D.Woll ,B.Beier 等人将这种方法产生的蓝光推向了瓦级水平,他们用4W 的930nm 的LD ,采用外腔加强办法,用LBO 晶体倍频,获得了1W 输出的465nm 蓝光输出[4],如下图2,这是目前通过倍频二极管(LD )方法获得蓝光的最高报导。
图2 通过LBO 晶体倍频930nmLD 获得465nm 蓝色激光输出2.3 频率上转换蓝光激光器上转换材料对光子二次吸收(可以是不同频率)后,向下跃迁便能产生频率很高的激光辐射。
1989年美国Los Alamos 国家重点实验室的Dinh C.Nguyen 等人报道了用648.7nm 的红光与720.7nm的红外光同时泵浦Tm 3+∶Y L F 激光器,实现了450.2nm的蓝色激光输出[5]。
如下图3。
图3 双色激光泵浦的450.2nm 波长Tm 3+∶Y L F 频率上转换激光 该装置是通过液氮冷却在低温75k 的条件下运行的。
另外泵浦源采用的是染料激光器,因此整个设备的运转相当复杂。
能够通过上转换机制产生蓝光发射的激光材料还有Tm ∶Z BLAN ,比较出色的工作是美国的SDL 公司的S.Sanders 等人于1995年报道的采用两个1100～1140nm 的激光二极管做泵浦源,得到了高达106mW 的480nm 蓝光[6],光光转换效率达30%,所用光纤掺杂为1000ppm ,长度和芯径分别为2.5mm ,3μm 。
2.4 倍频、和频、可调谐激光倍频等非线性光学手段产生蓝光 为了获得更高的输出功率和更好的光束质量,通常采用倍频、和频等非线性光学手段产生蓝光。
目前,普遍接受的方法是采用对Nd 3+离子的准三能级激光的倍频。
瑞典人M.Pierrou 与urell 等人采用Z 型腔结构,对Nd 3+∶Y A G 的946nm 的准三能级倍频,在7W 泵浦功率下,用PP KTP 准相位匹配技术,实现了740mW 连续473nm的蓝光输出[7]。
如图4。
图4 对Nd 3+∶Y A G 的946nm 的准三能级倍频获得473nm 蓝光 德国的P.Zeller 和P.Peuser 两人做得更为出色,他们在21W 的泵浦功率下获得了1.5W 的蓝光输出[8]。
最近,美国的Melles groit 公司又推出了457nm 的蓝光激光器,他们采用的是对Nd 3+∶Y VO 4晶体的914nm 准三能级倍频,最大获得了400mW 的蓝光输出,并已经将该技术产品化。
除了对Nd 3+的准三能级倍频外,还可以通过和频方法获得蓝光。
222激光与红外 第32卷 2000年5月12日是汤定元先生的八十华诞,为了学习和弘扬汤定元先生的爱国主义精神和献身科学的精神,中科院上海技术物理研究所隆重举行了庆贺汤定元院士八十华诞学术报告会———面向新世纪的红外物理与技术并编印了学术论文集,同时还编辑了“汤定元文选”,日前已由上海科学技术出版社出版发行。
文选中收集了汤定元先生的主要学术论著,全书分四个部分,即中国红外科学技术的开创者,含汤定元院士传,汤定元院士学术生涯简表和论著总目等;学术文选,收集论著50余篇;往事回忆和祝贺与祝愿。
在卷首还选登了汤定元先生各不同时期的生活和工作照片30余幅,全书370余页,装帧精美,是一本有纪念意义的好书。
这通常是对LD 的809nm 的激光和1064nm 激光进行和频得到459nm 蓝光。
P.N.K ean 和R.W.Stan 2ley 在1993年采用折叠腔结构,利用100mW 的单管LD 得到了20mW 的459nm 蓝光输出[9]。
这种方法不足之处是对809nm 的LD 的要求很高。
此外,对近红外可调谐激光的倍频也是实现蓝光输出的又一个新的方法。
法国的Franck ,Falcoz 用KN 晶体倍频Cr ∶LiSAF 激光,获得了13mW 的连续激光输出,调谐范围在427nm ～443nm [10]。
3 总 结由于蓝光激光器具有更短的波长,在高密度存储,彩色激光显示,激光医学,生化技术等方面成了不可或缺的光源。
而LD 泵浦的全固体蓝光激光器以其结构紧凑,重量轻,寿命长,效率高等优点逐渐成为蓝激光器的发展方向。
目前,蓝光激光器虽然还不能达到和绿光激光器同等的技术水平,但距离广泛推广阶段已经指日可待了。
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