IV激光器的工作特性

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中红外激光材料范文

中红外激光材料范文中红外激光器是一种在中红外光波段（3-5微米或8-14微米）工作的激光器。

中红外光是一种具有重要意义的光波段，在军事、医学、环境监测等领域有着广泛的应用。

为了实现中红外激光器的高效工作，需要选择合适的中红外激光材料。

本文将介绍几种常用的中红外激光材料及其特性。

1.II-VI族化合物半导体材料：II-VI族化合物半导体材料是中红外激光器中最常用的材料之一、其中，锌硒（ZnSe）和锌硫（ZnS）是最常见的材料。

这些材料具有较高的激光门限和较低的损伤阈值，适合用于中红外激光器的工作。

此外，这些材料的折射率与空气接近，使得它们可以直接作为激光输出窗口使用。

2.IV族化合物半导体材料：IV族化合物半导体材料也是中红外激光器中常用的材料之一、其中，锗（Ge）和硅（Si）是最常见的材料。

这些材料的特点是折射率高、热导率好，且有较好的激光损伤阈值。

它们可以用于中红外激光器的光学部件，例如输出窗口和透镜。

3.共价锢合晶体（II-VI族和IV族晶体的复合晶体）：共价锢合晶体是一种由II-VI族和IV族晶体组成的复合晶体。

这些材料结合了II-VI族和IV族晶体的优点，具有较好的光学特性和激光性能。

例如，锗镓硒（GeGaSe）晶体在3-12微米波段具有宽的透过窗口，在中红外激光器中具有广泛的应用潜力。

4.型变玻璃材料：型变玻璃材料是一种特殊的非晶态金属玻璃材料。

它们具有较低的热导率和较高的折射率，适合用于中红外激光器。

此外，型变玻璃材料还可以通过控制其组成来调节其物理和光学性质，以适应不同的激光器要求。

总的来说，中红外激光器所需的材料应具有较低的损伤阈值、较高的折射率、较好的光学特性和激光性能。

在选择激光材料时，需要考虑到材料的透过窗口、光学元件、波导和激光源等方面的特性。

随着激光技术的不断发展，相信中红外激光材料将会有更多更好的选择出现，为中红外激光器的发展做出更大的贡献。

激光器的工作特性Novel Chapter 6 of book

非稳态问题较为复杂，一般需要采用数值或小信号围绕等近似方法处理。
连续激光器中各能级粒子数密度及腔内光子数均处于稳定状态，对速率方程可使用稳态近似条件，将微分方程简化为代数方程，可以得出激光器的基本工作特性。
激光器与激光工作物质速率方程的区别在于谐振腔的引入。在激光器速率方程中，谐振腔元件引入的局部损耗通常平摊到整个腔长，以维持方程的全局性。
• 脉冲激光器的输出特性
本章要求：
1. 了解激光器的工作参数特性
2. 掌握连续运转的激光器的输出特性
3. 模式竞争效应 4. 对照光学谐振腔的内容，
再次总结分析激光器阈值、增益特性等
2021/5/29
2014~2015年度本科生《激光原理》
第六章激光器的工作特性
激光器的工作方式
3
• 连续运转和脉冲运转
N os 1 1 D
mnq
mnq
log2rm
log
rm 2
2014~2015年度本科生《激光原理》
L
对均匀、非均匀加宽介质都适用！
2014~2015年度本科生《激光原理》
第六章激光器的工作特性
激光器的振荡模式
11
• 起振纵模数出光带宽 vos H
模频率间距 mnq
GH0 ( 0 )L 1
N os 1 mnq
1. 均匀加宽，增益阈值条件
GH0 ( 0 ) (
H
2
2
0
பைடு நூலகம்
)2
2
谐振腔 + 增益介质
激光器
泵浦方式连续激光器 CW LASER 激光器
脉冲激光器 PULSE LASER
泵浦时间

激光等级分类标准

激光等级分类标准激光器是一种利用受激辐射原理产生的高强度、高一致性光束的装置。

根据国际标准，激光器被分为几个等级，不同等级的激光器具有不同的危险性和使用范围。

本文将介绍激光等级分类标准，帮助大家更好地了解激光器的安全使用和管理。

一、激光等级分类。

1. 类别I，这是最安全的激光器等级，不会对人眼造成任何伤害。

即使在长时间直接观察下也不会造成损伤。

这种激光器通常是低能量、低功率的，比如指示激光笔等。

2. 类别II，这类激光器也是低功率的，但如果直接照射到眼睛上，可能会造成眼睛不适和短暂的视觉干扰。

但是，这种激光器一般不会造成永久性损伤。

3. 类别IIIa，这类激光器的功率较高，可能会对眼睛造成短暂的损伤，但只有在长时间暴露下才会产生永久性的伤害。

这类激光器通常用于教学和商业展示。

4. 类别IIIb，这种激光器具有较高的功率，即使短时间内也可能对眼睛造成永久性损伤。

因此，在使用时需要特别小心，避免直接照射到人眼。

5. 类别IV，这是最危险的激光器等级，具有极高的功率，即使短时间内也可能导致严重的眼睛损伤甚至失明。

此外，类别IV激光器还可能对皮肤造成灼伤，甚至引发火灾。

二、激光器的安全使用。

1. 对于类别I和II的激光器，一般来说不会对人眼造成伤害，但也要避免直接照射到眼睛上，以免引起不适。

2. 对于类别IIIa和IIIb的激光器，使用时要注意避免直接照射到眼睛，并且尽量减少暴露时间，以免造成眼睛损伤。

3. 对于类别IV的激光器，使用时必须佩戴特制的激光护目镜，严禁直接照射到人眼，以免造成严重的眼睛损伤。

4. 在使用激光器时，要注意避免将光束照射到反射表面上，以免产生危险的散射光。

5. 激光器的使用和管理必须遵守国家和地方的相关法律法规，严格控制激光器的购买和使用。

三、激光器的管理和维护。

1. 激光器的管理人员必须接受专业的培训，了解激光器的危险性和安全操作规程。

2. 定期对激光器进行检查和维护，确保其工作状态良好，避免因激光器本身故障导致的安全事故。

Nd：GdVO4激光器输出特性的理论分析

理论依据，以理想四能级系统激光器速率方程为基础，推导出激光器输出功率方程。并以此方程为依据，数值模拟和分
析了振荡光斑、腔内损耗这两个参数在同一泵浦功率下对Ｎｄ：ＧｄＶＯ全固态激光器输出特性的影响。结果表明，激光输
出功率随着振荡光斑半径的增大而先增大后减小，随腔内损耗呈线性递减变化。与同类晶体Ｎｄ：ＹＶＯ和Ｎｄ：ＹＡＧ的对
Ｍａｙ．２０１５
ＶＯ１ｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３４．１１５０．Ｎ．２０１５０５２８．０９５１．０１１．ｈｔｍｌ
比和分析结果验证了Ｎｄ：ＣｄＶＯ作为激光晶体的优越性。
关键词：Ｎｄ：ＧｄＶＯ晶体；ＬＤ泵浦；数值模拟；输出效率
中图分类号：ＴＮ２４８．１文献标识码：Ａ文章编号：１００７—４２６０（２０１５）０２— ００３７— ０３
到最佳空间分布才能够得到最佳输出特性，从而
达到最大的输出功率与斜效率。而对于泵浦阈值
１Ｎｄ：ＧｄＶＯ激光器输出特性
从Ｎｄ：ＧｄＶＯ晶体的能级结构可知该晶体是典型的四能级系统结构Ｊ，因此可依据理想四能
体最重要的优点是高热导率，沿（１１０）方向的热导率可以高达０．１１７ＷｃｍＫ～，该特性完全可与具有高热导性能的Ｎｄ：ＹＡＧ晶体相媲美，比Ｎｄ：ＹＶＯ晶体热导率高到两倍Ｊ。早已经有

第6章激光器的工作特性课件

固体脉冲自由运转激光器输出的尖峰脉冲弛豫振荡现象：
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：

国标激光产品分级标准

国标激光产品分级标准目前，激光产品已经广泛应用于许多行业，包括医疗、科学研究、通讯、制造等领域。

然而，在激光产品的使用过程中，如果没有必要的防护和安全措施，将会对人体和环境产生极大的危害。

因此，制定适当的激光产品分级标准对确保激光产品的安全使用至关重要。

下文将围绕“国标激光产品分级标准”展开阐述。

第一步，制定标准的目的。

激光产品分级标准的制定是为了确保激光产品能够在安全可靠的情况下使用。

它的目的是为了保护人们免受激光产品的伤害，并确保激光产品在某些情况下的合理使用，如科学研究用途，医疗用途，制造用途等。

第二步，标准的内容。

激光产品分级标准的内容是由激光的输出功率、波长、脉冲宽度、重复频率和束径等因素来决定的，标准将激光器分为I、II、IIIa、IIIb、IV五个类别，各类别对应的激光在人眼或皮肤等方面造成的危害程度以及使用条件有严格规定。

1) I类激光器：这种类型的激光器只能在无意或意外的情况下对视力造成短暂影响，不会对人体造成伤害。

例如，CD机和激光指针都属于I类激光器。

2) II类激光器：这类激光器对人眼造成短暂的刺激，备受关注的激光指针也属于这一级别。

3) IIIa类激光器：这类激光器对人眼造成可逆性损伤，但对透镜和角膜造成的风险低。

例如，干式手电筒等。

4) IIIb类激光器：这类激光器对眼睛造成不可逆性损伤的风险，但由于其工作距离和时间较短，人体不易受到伤害。

例如，激光雕刻机等。

5) IV类激光器：这类激光器对人体造成的伤害非常严重，其工作范围可以达到几公里之远。

例如，医用激光器、激光打标机等。

标准规定了每个类别对应的需要满足的条件，确保了激光产品在每个级别下的安全、合理使用。

第三步，标准对应的适用范围和适用对象。

标准适用于激光产品的生产和销售，并且适用于激光器的用户、维修人员和其他工作人员。

必须在激光器的工作距离、时间、束点大小、工作范围和其他风险措施的限制下操作激光器。

第四步，标准的实施与监管。

4 激光器工作特性

3、规律、
(1)输出光频在 ν0 − 1 ∆νq至 ν0 + 1 ∆νq 范围内变化输出光频在 2 2 (2)腔长每伸长 λ,产生一次跳变腔长每伸长产生一次跳变
1 2
证
ν =q
c 2L
dν qc =− 2 dL 2L c c = ∆L 2L λL
∆ν = q
c ν c ∆L = ∆L = ∆L 2 2L L λL
c 3×108 ∆νq = = = 93.75M z H 2L 2×1.6
∆ =[ q
∆ T ν 3000 ]+1=[ ]+1= 33 ∆ q ν 93.75
§2 模式竞争一、基本概念满足振荡条件的激光模式由于使用相同反转的激光模式由于使用相同满足振荡条件的激光模式由于使用相同反转粒子数而产生的竞争二、特点 1、均匀加宽、所有模式间有竞争靠近中心频率处的模所有模式间有竞争,靠近中心频率处的模有竞争式取胜
激光器放电管及腔长都为L=1.6m,直激光器放电管及腔长都为直例3 He-Ne激光器放电管及腔长都为径为d=2mm,两反射镜透射率分别为0和T=0.02,其两反射镜透射率分别为0 径为两反射镜透射率分别为其它损耗的单程损耗率为δ=0.5%,萤光线宽ΔνF 它损耗的单程损耗率为δ 萤光线宽Δ 萤光线宽 =1500MHz, 其峰值小信号增益系数 m=3×10-4/d 其峰值小信号增益系数G × 1/mm。求①激发参量α②可起振的纵模个数Δq 激发参量α 可起振的纵模个数Δ 。 δ 0.015 Gt = = = 0.009375m−1 解 δ=0.01+0.005=0.015 L 1.6
ν
ν0
t
2、解释、
温度升高→腔长变大光频向低频漂移温度升高腔长变大→光频向低频漂移，当vq+1比vq靠腔长变大光频向低频漂移，比靠近中心频率时，会取胜，近中心频率时， vq+1会取胜，从而抑制，则输出频率会取胜从而抑制vq，突然由vq 增至vq+1 ，产生一次跳变。产生一次跳变。突然由增至

第二部分-(IV)-激光器的工作特性

近轴情况
S2 1 1 1 R1 l1, R2 l2 l1 l2 F 发散(+) 会聚(-)
物距像距焦距
1 11 R2 R1 F
1 q2

1 R2
l i w22
1 11 R2 R1 F
w2 w1
（薄透镜）
1 11 q2 q1 F
第二部分
激光的基本原理及特性
激光的基本原理及特性
第二部分激光器的工作特性
（6）、激光形成的阈值条件
光在激活介质中传输时，一方面获得增益，使光强增大；另一方面还存在各种损耗，使光强变小。因此，要产生激光（形成激光振荡）必须使光在谐振腔内往返一周获得的增益大于或等于损耗。
形成激光振荡的条件： G0（）≥ a
G0（）是介质对频率为的光的小信号增益， a为损耗系数（单位长度光强的损耗率）。
dIz) gz) aIz)dz
激光的基本原理及特性
第二部分激光器的工作特性
(5). 增益饱和 g (I)
问题: 何时会出现饱和？
• 增益饱和－光强增大到一定程度, g 将随 I 的增大而减小
假设n分布均匀, g(z)g0 Is －饱和光强
nz)

1
n
Iz)
Is
1
Rz)

Re

q1z),
1
w2 z )

l
Im

1
qz)
Reqz) Rz), Imqz) ~ w2z)
第二部分
激光的基本原理及特性
高斯光束
• 若已知高斯光束某一位置的q参数 w(z), R(z),
光腰处（z＝0）

激光器知识讲解

激光器基本知识激光的意思是光受激发射，激光器的意思就易理解了吧！类似于放大镜聚焦火柴，不过激光能量大，可连续和脉冲，分类激光器的种类就越来越多。

按工作物质的性质分类，大体可以分为气体激光器、固体激光器、液体激光器；按工作方式区分，又可分为连续型和脉冲型等。

其中每一类激光器又包含了许多不同类型的激光器。

按激光器的能量输出又可以分为大功率激光器和小功率激光器。

大功率激光器的输出功率可达到兆瓦量级，而小功率激光器的输出功率仅有几个毫瓦。

如前所述的He-Ne激光器属于小功率、连续型、原子气体激光器。

红宝石激光器属于大功率脉冲型固体材料激光器。

自由电子激光器，其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束，激光波长可覆盖从微波到X射线的广阔波段。

按工作方式分，有连续式、脉冲式、调Q和超短脉冲式等几类。

大功率激光器通常都是脉冲式输出。

各种不同种类的激光器所发射的激光波长已达数千种，最长的波长为微波波段的0.7毫米，最短波长为远紫外区的210埃，X射线波段的激光器也正在研究中。

除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同，产生激光的必不可少的条件是粒子数反转和增益大过损耗，所以装置中必不可少的组成部分有激励（或抽运）源、具有亚稳态能级的工作介质两个部分。

激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。

激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。

工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位，从而实现光放大。

激光器中常见的组成部分还有谐振腔，但谐振腔（见光学谐振腔）并非必不可少的组成部分，谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的方向性和相干性。

而且，它可以很好地缩短工作物质的长度，还能通过改变谐振腔长度来调节所产生激光的模式（即选模），所以一般激光器都具有谐振腔。

激光器工作原理激光器广泛用于各种产品和技术，其种类之多令人惊叹。

从CD播放机、牙钻、高速金属切割机到测量系统，似乎所有东西都有激光器的影子，它们都需要用到激光器。

激光器的分级标准及激光安全管理

激光器的分级标准及激光安全管理激光技术的应用范围越来越广泛，激光器的使用也越来越普遍。

然而，由于激光的特殊性质，不当使用激光器可能会对人体和环境造成损害。

因此，制定并执行激光安全管理措施非常重要。

本文将探讨激光器的分级标准及激光安全管理的相关内容。

1. 激光器分级标准激光器的分级是根据激光器对人眼可能造成的危害程度来划分的。

国际上广泛采用的是美国激光研究协会（Laser Institute of America）制定的激光器分类制度。

该制度根据激光的波长、光功率和辐射时间等因素来划分激光器的等级。

（1）I级激光器：属于无危险类别，不会对眼睛造成损伤。

一般来说，I级激光器只能通过直接注视激光束才会对眼睛产生较小的刺激，不会引起短暂或长期的视觉缺陷。

（2）II级激光器：也称为低能量辐射激光器，仅在直接注视激光束时会对眼睛产生短暂的刺激。

如果避免直接看向激光束，一般不会对眼睛造成永久性损伤。

（3）IIIa级激光器：也称为低能量激光器，眼睛直接暴露于IIIa级激光器的光束下时，可能会引起短暂的视觉刺激和瞬间遮盖。

然而，IIIa级激光器对眼睛的损伤风险相对较低，只有在极近距离直接注视激光束时才可能引起短暂的视觉缺陷。

（4）III级激光器：也称为中等能量激光器，即使在短暂的直接注视下，III级激光器也可能引起短暂的视觉缺陷。

因此，对于III级激光器的使用，应采取严格的安全措施，以防止对人眼造成损害。

（5）IIIb级激光器：也称为高能量激光器，对人眼造成损伤的风险相对较高。

不仅在直接注视时可能造成短暂或长期的视觉缺陷，甚至在激光束经过反射后也可能对眼睛产生危害。

对于IIIb级激光器的使用，必须采取严格的安全措施，以防止对人眼和皮肤造成严重损伤。

（6）IV级激光器：也称为高能量激光器，对人眼和皮肤的危害极高。

不论是直接注视还是激光束反射，都可能造成严重的视觉缺陷和皮肤烧伤。

对于IV级激光器的使用，必须采取极端严格的安全措施，以确保激光器的安全使用。

激光物理激光器的工作特性

激光器的工作特性
汇报人：XX
目录
添加目录标题
激光器的产生
激光器的特性
激光器的应用
激光器的分类
添加章节标题
激光器的产生
原子能级跃迁：激光器中的原子从高能级向低能级跃迁，释放出光子
共振腔：通过共振腔对光子进行放大和选频，形成激光
泵浦源：通过泵浦源激发原子，使高能级原子数量增加
谐振腔：谐振腔的作用是选频和放大，使特定频率的光得到放大
激光器的特性
激光器产生的光波是相干的，即具有相同的频率、相位和偏振状态。相干性使得激光器发出的光束具有高度的方向性和准直性。相干性也是实现激光干涉和衍射的重要条件，在光学精密测量和计量领域有广泛应用。激光器的相干性与原子或分子的能级结构有关，不同类型激光器具有不同的相干性质。
特性：由于光谱线宽极窄，激光的单色性远优于普通光源
定义：激光器发出的光波长单一，具有极高的光谱纯度
应用：在光谱学、光学测量、医学等领域有广泛应用
优势：单色性好使得激光的相干性较好，有利于实现干涉、
衍射等光学现象
激光器发出的光束具有高度的准直性和指向性，能够在很远的距离上保持光束的平直和指向不变。
激光器的光束发散角很小，通常在毫弧度甚至微弧度量级，因此其光束在空间中的传播方向非常稳定。
液体激光器：以液体作为工作物质，常见的有染料、荧光等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
气体激光器：以气体作为工作物质，常见的有氦氖、二氧化碳等
半导体激光器：以半导体材料作为工作物质，常见的有砷化镓、磷化铟等
连续激光器脉冲激光器调Q激光器锁模激光器
连续激光器：输出波形连续不断，能量稳定，应用广泛

第4章激光器的工作特性

n3 0
n 1W 1 3 n 3 S 3 2 A 3 1
n3 S 32
1
g2 n2 n1 2 1 , 0 v N l n 2 S 2 1 A 2 1 n 3 S 3 2 dt g1
泵浦效率 1 S 32 S 32 A31
11
钕玻璃 7× 10 7× 10
12
Nd:YAG 1 .9 5 × 1 0 2 .3 × 1 0
11
He-Ne 1 .5 × 1 0 7× 10 10
9 9
－3
－4
－4
－9
)
8 .7 × 1 0
17
1 .4 × 1 0 1 .4 × 1 0 0 .4 0 .9 5 1400
18
1 .8 × 1 0 1 .8 × 1 0 1 4 .9 × 1 0 21
1 e
A 21
2
1W 1 3 t

讨论:1.经历两种变化过程

0<t<t0 激励过程中 t>t0
W 13 0
n2 n2

n2(t0)

泵浦脉冲撤除
dn dt
2
t0
n 2 A 21 2 n 2 A 21 S 21
光泵作用过程中, n2(t) 处于不断增长的非稳态 4.t0 >>t2 (长脉冲泵浦)
n 2 t
激励时间足够长
n 1 t n n 2 t A 21 n A 21 1 2W 13
1W 13 n
A 21
2
1W 13
n2 完成增长过程达到稳定值,可按稳态处理;n1也达到稳定值

第二部分-(V)-激光器的工作特性

•谐振腔设计•小孔光阑•非稳腔
正向电压外(＋)内(－) 压电陶瓷↑反向电压外(－)内(＋) 压电陶瓷↓
n>n
0 D点同相反向电压压电陶瓷↓→腔长↑→ν
q
↓拉回n
n<n
0 B点反相正向电压压电陶瓷↑→腔长↓→ν
q
↑拉回n
n=n
0 C点2f 0 电压压电陶瓷不变
稳频系统光电
接收
•要求兰姆凹陷对称, 窄且深(低气压) •频率复现性差10-7
压电陶瓷
()()I I νβνβνν+′=
′=0010
1烧孔宽度吸收曲线
烧孔效应
β(ν1)
吸收饱和>增益饱和
)Ed c x 633
022πνηγπνηη==′−Q 开关关闭Δn Q 开关打开
振荡形成巨脉冲
()t =
cosπνE2
E
L 2
v
12 ~ps
脉冲宽度（测量值）(s)
振幅调制器
工作物质E1(t) E2(t)
E3(t)
边发射半导体激光器
面发射半导体激光器
半导体激光器输出波长随温度的变化关系曲线
半导体激光器输出光谱曲线（多模）
图1－51。

第4章激光器工作特性

2Gml aT
1
往返损耗a取不同值之时，最佳透射率与2Gml之间的关系：
Tm 2Gmla a
26
二. 非均匀加宽激光器（驻波型，气体激光器）
1. 当q 0 时,正反方向两束光分别在增益曲线上产生两个烧孔,每个光强只对其中一个烧孔起作用
1).腔内平均光强
I0 I +I 2I
证稳定时 Gi (q, Iq ) Gt
Gt
L
均匀加宽：
T 1F 3F 1.7321000 1732MHz
非均匀加宽：
T
ln
ln 2
F
ln ln
4 2
F
2 F 1.4141000 1414MHz
10
例4-4 长10cm的红宝石激光器置于20cm的谐振腔内，已知
其发光粒子自发辐射寿命为τ21=4×10-3s,线宽为ΔH =2×105MHz，腔的单程损耗率为δ=0.01。求①阈值反转
解
阈值增益系数
Gt
l
0.024 0.6
0.04m1
阈值反转粒子数密度
nt
Gt S32
0.04 1015
4 1013 m3
阈值上能级粒子数密度
n3t nt 4 1013 m3
9
例4-3 激光器激发参数 4 ，分别按均匀加宽和
非均匀加宽计算振荡线宽(荧光线宽F=1000MHz)
解
Gm Gm 4
νH 2
2
ν1,2 0
1
νH 2
νT
1H
②非均匀加宽 T
证
4ln 2( 0 )2
Gme
2 i
Gt
ln
ln 2
i
4ln 2( 0 )2 i2

半导体激光泵浦Nd_YVO4激光器的1.34μm输出特性

第17卷　第9期光　学　学　报V ol.17,N o.9　1997年9月ACT A OPT ICA SIN ICA September,1997半导体激光泵浦N d YVO4激光器的1.34 m输出特性*王长青　沈德元　卢建仁　邵宗书　蒋民华(山东大学晶体材料研究所,济南250100)摘　要　报道了半导体激光泵浦Nd YV O4激光器在1.34 m的输出特性,当入射的泵浦光功率为515mW时,最大1.34 m激光输出功率达157mW,光-光转换效率为30.5%;研究了激光器的纵模特性及弛豫噪声与泵浦功率的关系;发现不同的纵模具有各自不同的弛豫振荡频率。

关键词　半导体激光泵浦,　N d YV O4,　1.34 m激光器,　纵模,　噪声。

1　引言1.3 m波段激光器在光纤通讯等领域有广泛的用途。

Nd3+从4F濐能级到4I13/2能级的受激跃迁可产生1.3 m波段的激光辐射。

在1.3 m波段,Nd YVO4的受激发射截面远高于Nd YAG, 乘积也比Nd YAG大得多,其1.34 m谱线与1.06 m谱线的分支比为0.24,而Nd YAG的分支比仅为0.18[1],加上Nd YVO4掺杂浓度高,吸收系数大,因此,对于1.3 m波段的半导体激光泵浦固体激光器,Nd YVO4是一种非常有效的激光晶体。

1994年, Bo w kett等首次实现了半导体激光泵浦Nd YVO4微片激光器的1.34 m激光运转[2],在800m W泵浦功率下,获得了91m W的1.34 m激光输出,光-光转换效率为11.4%。

目前国内在半导体激光泵浦Nd YVO4激光器方面的研究集中在1.06 m及其倍频波段,尚未见到有关半导体激光泵浦1.34 m Nd YVO4激光器的报道。

本文对半导体激光泵浦Nd YVO4激光器的1.34 m输出特性进行了仔细研究,当入射到激光晶体表面的泵浦光功率为515m W时, 1.34 m激光输出功率达157mW,光-光转换效率为30.5%,测量并分析了激光器的纵模特性及弛豫噪声与泵浦功率的关系。

《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

激光器损伤等级说明

胖胖组荣誉出品摘自百度知道
激光器损伤等级说明
激光器按波长分各种类型，由于不同波长的激光对人体组织器官伤害不同。

因而在各类型的激光器中按其功率输出大小及对人体伤害分以下四级。

第一级激光器（Class I）：即无害免控激光器。

这一级激光器发射的激光，在使用过程中对人体无任何危险，即使用眼睛直视也不会损害眼睛。

对这类激光器不需任何控制。

第二级激光器（Class II）：即低功率激光器。

输出激光功率虽低，用眼睛偶尔看一下不至造成眼损伤，但不可长时间直视激光束。

否则，眼底细胞受光子作用而损害视网膜。

但这类激光对人体皮肤无热损伤。

第三级激光器（Class III）：即中功率激光器。

这种激光器的输出功率如聚焦时，直视光束会造成眼损伤，但将光改变成非聚焦，漫反射的激光一般无危险，这类激光对皮肤尚无热损伤。

第四级激光器（Class IV）：即大功率激光器，此类激光不但其直射光束及镜式反射光束对眼和皮肤损伤，而且损伤相当严重，并且其漫反射光也可能给人眼造成损伤。

根据上述激光器的分级来看，对人眼睛及皮肤损害最大的是第四级激光器。

前述了激光对人体的危害，尤其是对眼睛的损伤，其损伤程度可以使眼睛视力降低，甚至完全失明。

但这种损伤并非所有量级激光能引起，而是有一最低限度——即致伤阈值，只有当激光能量密度或功率密度超过此阈值时才能对眼睛造成伤害。

激光器的级别分类给我们提供了一个安全的参考值。

IIIa和IIIb是第三类里的细分，是以5毫瓦为界的，IIIa<5mW,IIIb>5mW,不标出a,b的，不能得知是小的还是大的。

激光产品如何分类

根据激光对人体的危险度分类，在光树内观察对眼睛的MPE（maximal possible effect最大可能的影响）做基准，可分为一到四级。

激光产品厂商应该把Class II, III 和IV的警示标签贴到相应的激光产品上。

Class I：低输出激光（功率小于0.4mW），不论何种条件下对眼睛和皮肤，都不会超过MPE 值，甚至通过光学系统聚焦后也不会超过MPE值。

可以保证设计上的安全，不必特别管理。

典型应用如激光教鞭，CD播放机，CD-ROM设备，地质勘探设备和实验室分析仪器等。

Class II：低输出的可视激光（功率0.4mW-1mW），人闭合眼睛的反应时间为0.25秒，用这段时间算出的曝光量不可以超过ＭＰＥ值。

通常1ｍＷ以下的激光，会导致晕眩无法思考，用闭合眼睛来保护，不能说完全安全，不要直接在光束内观察，也不要用Class II激光直接照射别人的眼睛，避免用远望设备观察Class II激光。

典型应用如课堂演示，激光教鞭，瞄准设备和测距仪等。

Class III ：中输出激光，光束若直接射入眼睛，会产生伤害，基于某些安全的理由，进一步分为IIIＡ和IIIＢ级。

IIIＡ级为可见光的连续激光，输出为1-5ｍＷ的激光束，光束的能量密度不要超过25Ｗ／ｍ??ｍ，避免用远望设备观察IIIＡ激光，这样可能增大危险。

IIIＡ的典型应用和Class II级有很多相同之处，如激光教鞭，激光扫描仪等。

III B 级为5-500mＷ的连续激光，直接在光束内观察有危险。

但最小照射距离为13ｃｍ，最大照射时间十秒以下为安全。

IIIB激光的典型应用如光谱测定和娱乐灯光表演等。

ClassIV：高输出连续激光（大于500mW），高过第三级，有火灾的危险，扩散反射也有危险。

典型应用如外科手术，研究，切割，焊接和显微机械加工等。

激光处理上的安全对策像一般家庭或办公室激光唱盘或激光打印机等的应用机器，为激光光不会射出外部的构造形成，能够保证安全。

acc激光等级标志

acc激光等级标志ACC（American National Standards Institute Control Chart Committee）是一个负责普通控制图制定和更新标准的国际组织。

激光等级标志是指用于标识激光器辐射风险的标志，主要包括等级I、等级II、等级IIIa、等级IIIb和等级IV。

下面是一些相关参考内容，详细介绍了每个等级的激光等级标志：1. 等级I：- 等级I激光器通常被认为是安全的，因为它们的激光辐射较弱，不会引起任何潜在的伤害。

- 等级I激光器被限制在一种叫做"Class I laser product"的标志下，这种标志表示激光器的功率处于安全范围内，不会对人眼产生危害。

2. 等级II：- 等级II激光器是较低功率的激光器，只有在人眼直接注视激光束时才可能造成短暂的视觉不适。

- 等级II激光器被限制在"Class II laser product"的标志下，这种标志表示激光器只会对眼睛产生短暂不适，没有长期损害的风险。

3. 等级IIIa：- 等级IIIa激光器的功率较等级II激光器高，但对人眼的危害仍然是有限的。

- 等级IIIa激光器被限制在"Class IIIa laser product"的标志下，这种标志表示激光器的功率处于安全范围内，只会对眼睛产生短暂的不适，不会引起长期损害。

4. 等级IIIb：- 等级IIIb激光器的功率比等级IIIa激光器更高，对眼睛可能造成严重的损伤。

- 等级IIIb激光器被限制在"Class IIIb laser product"的标志下，这种标志表示激光器的功率超过了IIIa级别的安全范围，对眼睛产生的损害可能是严重的。

5. 等级IV：- 等级IV激光器是最高等级的激光器，具有高功率且对人和环境的危害性很高。

- 等级IV激光器被限制在"Class IV laser product"的标志下，这种标志表示激光器的功率超过了IIIb级别的安全范围，不仅对眼睛造成严重的损害，还可能对周围材料和环境产生火灾和爆炸的危险。