关于激光器研究(文献综述)
激光器调研报告
激光器调研报告激光器调研报告激光器是一种利用激发的原子、分子、固体或气体来产生相干、一致、有色的光的装置。
近年来，随着激光技术的快速发展，激光器在各个领域的应用越来越广泛。
本次调研主要针对激光器的种类、工作原理、应用领域以及市场前景等方面进行了深入了解。
激光器的种类主要分为气体激光器、固体激光器和半导体激光器。
气体激光器是利用气体放电时所产生的高温等离子体与激活状态的原子、分子碰撞而产生激光辐射的器件。
常见的气体激光器有二氧化碳激光器、氦镭激光器等。
固体激光器利用某些固体材料中的掺杂离子与激光辐射作用而产生激光。
半导体激光器则是利用电流通过半导体材料时所产生的激子能级跃迁而产生激光。
不同种类的激光器其工作原理有所不同，但大体上都是通过外能源激发激活粒子，使其能级发生跃迁，从而产生激光辐射。
激光辐射具有单色性、相干性和方向性等特点，可以用于锐利的切割、焊接、打孔等材料加工工艺，也可以用于雷达、测距、医学和科研等领域。
激光器的应用领域非常广泛。
在制造业中，激光器可以用于金属切割、焊接和打孔，提高生产效率和产品质量。
在医疗领域中，激光器可以用于激光手术、激光治疗和激光诊断等，可实现无创和精准的治疗效果。
此外，激光器还被广泛应用于通信、显示、安全防护等领域。
现阶段，全球激光器市场呈现稳步增长的趋势。
随着科技的不断进步和工业化的不断推进，对激光器的需求会进一步增加。
尤其是在制造业和医疗领域，激光器有望得到更广泛的应用。
同时，半导体激光器作为未来发展的主要方向，具有小体积、低功耗、高光电转换效率等优势，将成为激光器市场的新的增长点。
综上所述，激光器是一种具有广泛应用前景的技术装置。
不同种类的激光器在不同的领域具有独特的优势和应用场景。
当前，激光器市场正在快速发展，未来将持续增长。
为了更好地推动激光器技术的发展和应用，相关部门应加强政策引导和技术研发，提高激光器的性能和稳定性，进一步拓展激光器的应用领域，推动激光器产业的繁荣发展。
vcsel文献综述
VCSEL，即垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser），是一种新型的半导体激光器。
与传统的边射激光器相比，VCSEL具有工作电流低、发射功率高、波长稳定性好等优点。
因此，在光通信、光存储、激光雷达等领域得到了广泛应用。
本文将对VCSEL的相关研究进展进行综述。
一、VCSEL的基本结构VCSEL的基本结构如图1所示，它由一个反射镜和一个半透明的输出镜组成，两者之间夹着一个活性层。
当电流通过活性层时，会产生光子并被反射镜和输出镜反复反射，最终沿着垂直于半导体表面的方向发射出去。
由于VCSEL的发射光是垂直于表面的，因此它可以方便地集成在芯片上，而不需要像传统边射激光器那样复杂的耦合结构。
二、VCSEL的制备技术目前，VCSEL的制备技术主要包括金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）和激光转移等。
MOCVD是目前最为常用的制备技术，它可以在大面积衬底上均匀生长VCSEL结构，并且可以控制材料的组成和掺杂浓度。
MBE则是一种高精度的制备技术，可以实现更加复杂的结构设计和更高的材料质量。
激光转移则是一种新兴的VCSEL制备技术，它可以将已经生长好的VCSEL结构转移到另一个晶片上，从而实现高效率、低成本的制备。
三、VCSEL的性能优化为了进一步提高VCSEL的性能，研究人员提出了很多性能优化的方法。
其中，最为有效的方法是采用光子晶体结构。
光子晶体结构可以通过调整材料的周期性排布来抑制特定波长的光在器件中传播，从而增强VCSEL的单模性能和波长选择性。
此外，还有其他一些方法，如采用高反射镜、优化输出镜结构和调节活性层厚度等方法，也可以有效地提高VCSEL的性能。
四、VCSEL的应用VCSEL由于其发射功率高、波长稳定性好等优点，在光通信、光存储、激光雷达等领域都得到了广泛应用。
在光通信领域，VCSEL 可以用于短距离高速数据传输；在光存储领域，VCSEL可以用于读写头和激光打印机等设备；在激光雷达领域，VCSEL可以用于测距和三维成像等应用。
飞秒激光-文献调研与综述
整个加工机系统主要由三部分组成: 飞秒激光系统、位移平台系统和控制系统。
美国Clark-MXR公司制造的飞秒激光加工机
振荡器
• 锁模技术 获得飞秒 激光脉冲
展宽器
•将飞秒种子 脉冲按不同 波长在时间 上拉开
放大器
• 使这一展 宽的脉冲 获得充分 能量
压缩器
•不同成分的 光谱会聚到 一起，复到 飞秒宽度。
03 飞秒激光加工的主要应用
02
飞秒激光加工金属材料
03
飞秒激光加工透明材料
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透明玻璃内部刻出环状光波导
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光纤纤芯中光诱导折射率变化
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“冷”加工特性
可加工材料广泛
加工精度高
03 飞秒激光加工的主要应用
01
飞秒激光处理烈性材料和聚合物材料
使用传统机械操作或者传统的激光加工，由于对热应力和冲击波的敏感以及不适当的切割速度都 会造成爆炸。
利用飞秒激光对高爆材料进行安全切割，由于飞秒激光的冷加工特性使得整个切割面上的化学变 化完全消失。 F.Roeske等在大气条件下采用飞秒激光分高速和低速切割烈性材料，结果显示，在高加工速度 下，切割质量高且边缘清晰。
03
聚焦能力极强
极窄的脉冲宽度使飞秒激光在较低的脉 冲能量下就可以获得很高的峰值功率和 极强的聚焦能力 飞秒激光具有精确的靶向聚焦定位特点， 能够聚焦到比头发的直径还要小的多的 超细微空间区域 实际操作中，加物镜或透镜减小光斑尺 寸，提高加工精度
02 PART TWO 系统结构
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。
光纤激光器研究报告
光纤激光器研究报告近年来，随着信息技术的快速发展，光通信和光存储技术的需求不断增加，光纤激光器作为一种重要的光源设备，其研究和应用也越来越受到关注。
本文将从光纤激光器的基本原理、研究现状、应用前景等方面进行探讨。
一、光纤激光器的基本原理光纤激光器是一种利用光纤作为激光介质的激光器。
其基本结构包括光纤、光纤耦合器、泵浦光源、光纤光栅等。
泵浦光源通过光纤耦合器将能量输送到光纤中，光纤光栅则用于调制光纤中的光场，使其产生激光输出。
光纤激光器的输出波长和功率可以通过调节光纤光栅的参数来控制。
光纤激光器的工作原理是基于光纤的增益介质特性。
当泵浦光经过光纤时，会激发光纤中的掺杂物（如铒离子、钕离子等）发生跃迁，产生光子，并激发周围的光子参与共振反馈，形成光纤中的激光场。
光纤激光器具有波长可调、功率稳定、光斑质量好等优点，因此在光通信、激光加工、医学等领域有广泛的应用。
二、光纤激光器的研究现状目前，光纤激光器的研究主要集中在以下几个方面：1.光纤激光器的波长调制技术光纤激光器的波长调制技术是实现光纤激光器波长可调的关键技术之一。
目前，波长调制技术主要包括电光调制、热光调制、机械调制等。
其中，电光调制技术是最常用的一种技术，其原理是利用电场控制光纤光栅的折射率，从而调制激光的波长。
2.光纤激光器的高功率输出技术光纤激光器的高功率输出是实现光纤激光器广泛应用的必要条件之一。
目前，高功率输出技术主要包括多段光纤放大、光纤叠加等。
多段光纤放大技术通过将光纤分成多段进行放大，从而提高激光器的输出功率。
光纤叠加技术则是利用多根光纤叠加的方法，将多个低功率的激光器输出合并成一个高功率的激光器输出。
3.光纤激光器的光学降噪技术光学降噪技术是提高光纤激光器光斑质量的关键技术之一。
目前，光学降噪技术主要包括光纤光栅滤波、光纤光栅反馈等。
其中，光纤光栅滤波技术是将光纤光栅的带通滤波器替换为带阻滤波器，从而实现对光纤激光器输出波长的滤波。
MOPA光纤激光技术--文献综述
MOPOscillator Power-Amplifier
主振荡-功率放大技术
采用性能优良的小功率激光器作为种子源， 种子激光注入单级或者多级光纤放大器系 统，最终实现高功率放大的激光技术。
MOPA
MOPA技术简介 典型MOPA光纤激光系统示意图
MOPA
MOPA光纤放大器关键环节和技术难点
增益光纤的选型
高功率扩展
包层泵浦技术
难点
非线性效应抑制
ASE抑制
自激震荡抑制
MOPA
MOPA光纤放大器关键环节和技术难点
包层泵浦技术
端 面 泵 浦
透镜组耦合方式
直接熔接耦合方式
MOPA
MOPA光纤放大器关键环节和技术难点
侧 面 泵 浦
多模熔锥侧面耦合
熔锥侧面泵浦
熔锥侧面泵浦
V型槽、嵌入反射镜和 破坏光纤的机械性， 造成泵浦点 V型槽、嵌入反射镜和角度磨 角度磨抛侧泵方式 损耗 抛侧泵方式
MOPA
MOPA光纤放大器关键环节和技术难点
ASE和自激振荡抑制
影响强度噪声特性
1
减小端面反射 消耗反转粒子数
方法
2
前级或种子源不稳定
控制模式竞争
MOPA
英国南安普敦大 2005 学 2007 美国 2008
国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状
国内 连续（单频）
2006年北京理工大学采用NPRO作为种子源，获 得了6.65w单频连续激光输出；2007年输出功率提 高到16.1w
MOPA
国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状
国内外脉冲MOPA系统实验情况一览
在保证了输出光 的高光束质量的 同时又实现了高 功率、高能量输 出
激光的原理及应用参考文献
激光的原理及应用参考文献原理1.概述：激光是一种通过受激辐射产生的具有高度聚焦、高亮度和单色性的光。
2.受激辐射：当被称为激活物的原子或分子受到外界能量的激发时，它们会从低能级跃迁到高能级，然后通过受到其他原子或分子的碰撞而发射出与其激发能级相对应的光子。
这种受激发射的光子会引起其他原子或分子的跃迁，从而产生连锁效应，形成激光光束。
3.产生单色性：激光是单色的，因为激光的光子具有相同的频率和相位。
这是通过选择合适的激活物和设置合适的谐振腔使得只有特定频率的光被放大和放射出来。
4.聚焦性能：激光具有高度聚焦的能力，这是因为激发绝热性和非线性光学效应导致激光光束在经过透镜时能够聚焦到很小的光斑上。
应用1.激光切割：激光切割是激光技术的重要应用之一。
它可以通过激光的高能量密度和精确控制的热作用来切割各种材料，如金属、塑料和纺织品等。
2.激光打印：激光打印是一种无接触的印刷技术。
它使用激光束对印刷介质进行高能量的热作用，从而在介质上形成图案和文字。
3.激光医疗：激光在医疗领域有着广泛的应用。
它可以用于激光手术、激光治疗和激光诊断等方面。
激光手术可以精确地切割和焊接组织，激光治疗可以用于各种疾病的治疗，激光诊断可以用于观察和测量生物组织的特性。
4.激光通信：激光通信利用激光光束传输信息。
由于激光具有高度聚焦和窄束宽的特点，激光通信在传输容量大、传输距离远的情况下具有优势。
5.激光雷达：激光雷达使用激光脉冲来测量目标物体的距离和速度。
与传统的雷达相比，激光雷达具有更高的分辨率和更精确的测量结果。
参考文献1.Mourou, G. (2017). 100 GW，1 Hz，3 ps – is PW even the limit?. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 50(13), 132003.2.Svelto, O. (2010). Principles of Lasers. Springer.3.Saleh, B., & Teich, M. (2007). Fundamentals of Photonics. Wiley-Interscience.mb, W. E. (1964). Laser physics. Reviews of Modern Physics, 36(4), 450.5.Dhillon, S. S., & Taday, P. F. (2009). Terahertz spectroscopy and imaging: Modern techniques and applications. Reports on Progress in Physics,70(10), 1607.。
激光的原理、发展 历程以及应用的研究(激光原理论文)
成绩《激光原理》课程论文（设计）题目：激光的原理、发展历程以及应用的研究学生姓名学号2011 112 172院系物理学系专业光信息科学与技术年级2011教务处制激光的原理、发展历程以及应用研究摘要：随着科技的进步，激光的相关应用一直处于当代社会各行各业的最高端，引领着各行各业的发展。
本文阐述了激光的基本原理，并在此基础上展开了这一技术的发展历程与其在军事、工业、医学等应用方面的研究分析。
关键词：激光原理激光医用受激辐射微波波谱激光武器激光治疗工业正文“激光”一词是“ LASER”的意译。
“LASER”是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的缩写。
随着激光原理的提出以及科技的发展，激光这一技术已用到了现在的军事、工业、医疗、农业等多种领域。
它的诞生为我们认识世界和改造世界增加了很多崭新的手段，作为社会发展科技进步的产物，它也必将促进社会的发展与科技的进步，继续深刻而重要的影响着世界。
一、激光原理激光原理，是在激光的产生、形成、输出、传播和应用过程中，带有普遍性的、最基本的规律和道理。
它可作为研究激光器件、技术及应用开发的规律及特性的理论基础之一。
它从产生激光的装置——激光器的结构特点出发，研究讨论激光的产生、形成、输出、传播和应用过程的规律特征和机理。
[1] 激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。
意思是“受激辐射的光放大”。
什么叫做“受激辐射”？它基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出了的一套全新的理论。
这一理论是说在组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光，而且在某种状态下，能出现一个弱光激发出一个强光的现象。
MOPA光纤激光技术--文献综述解读
通常由种子源、泵浦源、增益介质光纤、光隔离 器及耦合系统等部分组成
MOPA
MOPA技术简介
种子源
固体 光纤 半导体
激光器
激光器
激光器
种子源只提供较低功率能量的激光输出，但要求 种子光具备较好的光束质量、较窄的线宽以及较 高的稳定性
MOPA
MOPA技术简介
双包层光纤技术
双包层光纤结构和包层泵浦技术原理示意图
英国南安普敦大 2005 学 2007 美国 2008
国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状
国内 连续（单频）
2006年北京理工大学采用NPRO作为种子源，获 得了6.65w单频连续激光输出；2007年输出功率提 高到16.1w
MOPA
国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状
国内外脉冲MOPA系统实验情况一览
MOPA
国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状
国外 连续
研究单位
年份
实验结果 种子源：NPRO；采用三级放大；获得1kw连续 激光输出；斜率效率77% 种子源：NPRO；采用四路放大：获得1.98kw连 续激光输出；光束质量M2<2.0 MOPA
Jeam大学 2008 2009
国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状
MOPA技术简介
MOPA
Master Oscillator Power-Amplifier
主振荡-功率放大技术
采用性能优良的小功率激光器作为种子源， 种子激光注入单级或者多级光纤放大器系 统，最终实现高功率放大的激光技术。
MOPA
MOPA技术简介 典型MOPA光纤激光系统示意图
MOPA技术简介
MOPA光纤放大器关键环节和技术难点
关于激光器研究(文献综述)
关于锁模光纤激光器的研究前言激光器，顾名思义，即是能发射激光的装置。
1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。
1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围，1960年T.H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。
1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。
1962年R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。
以后，激光器的种类就越来越多。
按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。
近来还发展了自由电子激光器，大功率激光器通常都是脉冲式输出。
2004 年，Idly 提出了一种自相似脉冲光纤激光器，同时为这种光纤激光器建立了一种数值模型。
模型中采用非线性薛定谔方程（NLSE）描述脉冲在正色散光纤中的传输，引入了一个与脉冲强度相关的透过率函数将NPE 锁模机理等效成快速可饱和吸收体（SA）的作用0 模拟发现这种激光器输出的脉冲具有抛物线的形状和线性啁啾，能量可高达10nJ。
随着自相似脉冲在实验上的实现，自相似锁模光纤激光器迅速成为超短光脉冲领域的研究热点。
用Idly 模型对自相似锁模光纤激光器的研究不断取得新的进展。
在此我将对激光和激光器的原理和基于原理而做出的进一步的相关研究（如被动锁模光纤激光器）做一个大致的探讨。
主题激光器的原理非线性偏振旋转被动锁模环形腔激光器的结构如图1所示, 激光器由偏振灵敏型光纤隔离器、波分复用器、偏振控制器、输出藕合器、掺yb3+光纤组成。
其工作原理为从偏振灵敏型光纤隔离器输出的线偏振光,经过偏振控制器PCI(1/4 λ波片)后变为椭圆偏振光, 此椭圆偏振光可看成两个频率相同、但偏振方向互相垂直的线偏振光的合成, 它们在掺yb3+增益光纤中藕合传输时, 经过光纤中自相位调制和交叉相位调制的非线性作用, 产生的相移分别为其中n1x 、n1y分别为yb3+光纤沿X、Y方向的线性折射率, n2、l分别为该光纤的非线性折射率系数和长度。
与激光有关的科研文献调研报告
与激光有关的科研文献调研报告引言：激光技术作为一种高度聚焦、高功率密度的光源，已经在许多领域发挥了重要的作用。
从医疗到通信、制造到科学研究，激光技术的应用范围广泛且多样化。
为了深入了解与激光相关的科学研究进展，本文通过系统性的文献调研，总结了近年来在激光技术领域的一些重要研究成果，以期对激光技术的进一步应用和发展提供参考。
一、激光技术在医学领域的应用激光在医学领域的应用已经取得了显著的突破。
激光手术是一种精确、无血液损失的治疗方法，广泛应用于眼科、皮肤科等疾病的治疗。
此外，激光还可以用于医学成像、癌症治疗、生物分析等领域。
文献调研显示，近年来，针对激光在医学领域的应用进行了大量的研究，取得了一系列有意义的成果。
二、激光通信技术的研究与应用激光通信技术是一种高速、高带宽的通信方式，具有抗干扰能力强、传输距离远等优势。
随着无线通信需求的增加，激光通信技术的研究也越发受到关注。
研究者通过实验和模拟方法，研究了激光通信系统中的信号传输、调制解调、通道容量等关键问题，提出了一系列改进方案和新的设计思路，为激光通信技术的应用和发展提供了理论支持。
三、激光制造技术的研究进展激光制造技术是一种精密、高效的制造方法，广泛应用于金属加工、材料加工、微细加工等领域。
通过文献调研可以发现，在激光加工技术方面，研究者们通过改进激光源、优化加工参数、开发新的加工材料等手段，不断提高激光制造的精度和效率。
同时，激光制造技术也被应用于3D打印、光刻等领域，为制造业的发展带来了新的机遇。
四、激光科学研究的新发展激光科学是研究激光光源、激光与物质相互作用等基础科学问题的领域。
通过文献调研可以了解到，近年来在激光科学研究领域取得了诸多重要成果。
研究者们通过实验和理论分析，研究了激光的脉冲形态、光束质量等关键问题，提出了一系列新的激光调控技术和理论模型，进一步拓展了激光科学的研究领域。
结论：通过对与激光有关的科研文献进行调研，可以发现激光技术在医学、通信、制造和科学研究等领域的广泛应用。
综述论文样板--激光技术的应用研究进展
激光技术的应用研究进展李永强（广东海洋大学理学院广东湛江524088）摘要：随着社会的发展，工业农业各条的技术，都有了长足的进步，而在各个领域上激光技术一直处于各行各业的最高端，引领着各行业的发展。
本文概述了激光技术在军事、工业、医学、农业等领域的应用研究进展。
关键词：激光技术、军事、工业、医学、农业前言：激光于1960年面世，是一种因刺激产生辐射而强化的光。
这种光能量很强，甚至可用作切割钢板。
激光技术就是各个领域应用激光而产生的一系列技术，激光技术是各个行业上的顶尖技术，各国对激光技术的研究都给予最重视、最严肃和严谨的态度[1]。
本文对激光技术在军事、工业、医学、农业等领域的应用研究做简要的介绍。
一、激光技术在军事上的应用激光技术在军事上的应用主要是利用激光方向性强、单色性好、高亮度和高度的时空相干性特点实施常规打击、侦察与反侦察、精确制导、保密通信、姿态定位分析以及航空航天中的点火推进控制燃烧等。
在攻防方面，占主动权的进攻更具优势，因此，激光在军事上最吸引人的应用莫过于激光武器。
激光武器是指利用激光束直接摧毁目标或使之失效的定向武器，主要由激光器、精密瞄准跟踪系统和光束控制与发射系统等部分组成。
激光武器以其攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点倍受青睐。
根据作战用途的不同，可分为战术激光武器和战略激光武器。
战术激光武器是利用激光作为能量，发出很强的激光束来打击敌人。
这种武器能够象常规武器那样直接杀伤敌方人员，使某些光电测量仪器的光敏元件损坏甚至失效，击毁坦克、飞机等；打击距离可达20km，主要代表有激光枪和激光炮。
战略激光武器是指可攻击数千公里之外的洲际导弹、太空中的侦察卫星和通信卫星等的高能激光武器，例如，在1975年11月，美国的两颗监视导弹发射井的侦察卫星在飞抵西伯利亚上空时被前苏联的“反卫星”陆基激光武器击中，并变成“瞎子”。
在著名的英一阿马岛战争中，英国就曾经使用激光武器对付阿根廷飞机而机毁人亡．因此，高能激光武器有望成为未来高科技战争中夺取空间优势的杀手锏武器[2]。
关于激光技术的综述
关于激光技术的综述机10-3班马雨龙 1064103346中文关键词：1超快； 2激光；3 推进技术；英文关键词：（1）ultrafast （2）laser （3）propulsion technology前言激光如今已无处不在，从超市收款机、CD播放器到眼科诊所，到处都可以发现它的身影。
1954和1955年出版的《物理评论》首次对激光进行了介绍。
激光由微波激射器发展而来，而微波激射器（maser——“microwave amplification by stimulated emission of radiation”，受激辐射引起的微波放大的英文首字母缩写）的产生，正是基于爱因斯坦约40年前（1916年）极具先见的理论。
然而，从理论到应用的道路绝非一帆风顺，科学家们融合了诸多学科的研究成果，才将这些理论上看来十分简单的装置真正展现在人们的眼前。
正文激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。
意思是“受激辐射的光放大”。
激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。
1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。
激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明。
它的原理早在 1916 年已被著名的物理学家爱因斯坦发现，但要直到 1958 年激光才被首次成功制造。
激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。
激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。
【英文简述】In physics, a laser is a device that emits light through a specific mechanism for which the term laser is an acronym: light amplification by stimulated emission of radiation. This is a combined quantum-mechanical and thermodynamical process discussed in more detail below. As a light source, a laser can have various properties, depending on the purpose for which it is designed. A typical laser emits light in a narrow, low divergence beam and with a well-defined wavelength (corresponding to a particular color if the laser is operating in the visible spectrum). This is in contrast to a light source such as the incandescent light bulb, whichemits into a large solid angle and over a wide spectrum of wavelength. These properties can be summarized in the term coherence.A laser consists of a gain medium inside an optical cavity, with a means to supply energy to the gain medium. The gain medium is a material (gas, liquid, solid or free electrons) with appropriate optical properties. In its simplest form, a cavity consists of two mirrors arranged such that light bounces back and forth, each time passing through the gain medium. Typically, one of the two mirrors, the output coupler, is partially transparent. The output laser beam is emitted through this mirror.Light of a specific wavelength that passes through the gain medium is amplified (increases in power); the surrounding mirrors ensure that most of the light makes many passes through the gain medium. Part of the light that is between the mirrors (i.e., is in the cavity) passes through the partially transparent mirror and appears as a beam of light. The process of supplying the energy required for the amplification is called pumping and the energy is typically supplied as an electrical current or as light at a different wavelength. In the latter case, the light source can be a flash lamp or another laser. Most practical lasers contain additional elements that affect properties such as the wavelength of the emitted light and the shape of the beam.The first working laser was demonstrated in May 1960 by Theodore Maiman at Hughes Research Laboratories. Nowadays, lasers have become amulti-billion dollar industry. The most widespread use of lasers is in optical storage devices such as compact disc and dvd players, in which the laser (a few millimeters in size) scans the surface of the disc. Other common applications of lasers are bar code readers and laser pointers. In industry, lasers are used for cutting steel and other metals and for inscribing patterns (such as the letters on computer keyboards). Lasers are also commonly used in various fields in science, especially spectroscopy, typically because of their well-defined wavelength or short pulse duration in the case of pulsed lasers. Lasers are also used for military and medical applications.【激光产生】若原子或分子等微观粒子具有高能级E2和低能级E1,E2和E1能级上的布居数密度为N2和N1，在两能级间存在着自发发射跃迁、受激发射跃迁和受激吸收跃迁等三种过程。
关于光纤激光器的文献综述
关于光纤激光器的文献综述摘要光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，作为第三代激光技术的代表，具有其他激光器无可比拟的技术优越性。
由于其具有绝对理想的光束质量、超高的转换效率、成本低、高稳定性以及体积小等优点，对传统的激光行业产生巨大而积极的影响。
这导致了光纤激光器在近年来成为激光中的热门领域。
锁模光纤激光器与掺杂光纤激光器，在实用方面的优点对传统的激光行业产生巨大而积极的影响，这导致了光纤激光器在近年来成为激光中的热门领域。
关键词：激光器锁模掺杂光纤激光器1锁模光纤激光器锁模光纤激光器因其紧凑小巧、成本低和光束质量好等优点，近年来获得快速的发展。
根据其锁模的原理，文献【1】【10】认为锁模光纤激光器可分为三类：主动锁模光纤激光器、被动锁模光纤激光器，主被动混合锁模光纤激光器。
文献【2】认为主动锁模光纤激光器又可分为调制型锁模和注入型锁模两类。
文献【4】【11】认为调制型主动锁模光纤激光器通常利用LiNbO3晶体作为调制器实现锁模，既可以进行振幅调制也可以进行相位调制，而注入型锁模光纤激光器主要有两种形式：文献【3】和文献【5】认为一是利用行波半导体光放大器的非线性增益调制特性实现主动锁模；二是利用光纤的价差相位调制效应进行主动锁模。
但主动锁模光纤激光器想走向实用化，稳定性问题是必须要解决的。
文献【7】认为被动锁模光纤激光器通常利用半导体的可饱和吸收效应或光纤中的非线性效应作为锁模机制，它一般不需要外接施加的调制信号。
半导体可饱和吸收锁模激光器的优点是容易实现激光器的自启动，而且脉冲的重复频率较稳定，脉宽小，但因为其不是全光纤的结构，故在实际应用中响应速度交大。
文献【6】认为基于光纤非线性的锁模激光器可实现全光纤的结构，克服了半导体可饱和吸收体被动锁模的缺点，响应时间小。
主被动混合锁模光纤激光器是以上两种的有机结合，因为主动锁模光纤激光器的弛豫震荡和超模噪声劣化了输出脉冲的质量，而被动锁模光纤激光器输出脉冲重复率受光纤长度的限制不可能提高，而且不容易调整和控制，所以利用主被动混合的技术，可以优化这些不足，获得最好的效果。
2011级南京理工大学研究生的文献综述(激光加工技术)
激光加工技术摘要：激光是20世纪的重大发明之一，因其具有单色性、相干性和平行性，特别适用于材料加工，激光加工是激光应用最有发展前途的领域。
本文主要论述了激光加工技术的产生背景、研究现状、发展趋势及前景，激光切割技术的概述及应用。
关键词：激光加工技术激光切割技术产生背景概述应用研究现状发展趋势前景一、产生背景激光加工技术是随着激光器的出现与发展而产生的。
1960年，梅曼(T·Maiman)发明了第一台红宝石激光器，标志着量子光学由理论发展到技术工程。
1964年，帕特尔(C．Patel)发明了第一台CO2激光器；1965年，贝尔实验室发明了第一台YAG激光器。
1968年后高功率CO2激光器发展迅速，1971年出现了第一台商用1 kWCO2激光器。
从此，各种实用化的Y AG激光器和CO2激光器不断出现。
随着激光与物质的相互作用的研究，以及激光器输出功率的提高和商业化，激光器逐渐走出实验室，变成工业加工材料的设备。
激光加工用于工业生产，首先要有可靠稳定的、光束能量可调的、光束模式合适的激光器。
70年代初，YAG激光器开始作为微型件切割、焊接的重要光源，并逐步在生产中得到应用，如电子工业中的各种焊接、切割、退火及钟表行业中的打孔等。
70年代后期，电子、钟表工业中出现了正规的激光加工工艺。
尤其是集成电路的发展，迫切需要采用激光加工工艺提高其加工效率与质量，也助推了新的激光加工工艺的产生、发展和应用。
同期，CO2激光器也发展迅速，输出功率从几十瓦提高到几百瓦。
在工业材料加工中迅速得到了应用，如钢板的切割与焊接、各种易损件的表面强化等。
但是，普遍采用的封离式玻璃管结构的激光器不够坚固，输出功率的提高也有限。
出于工业需要，在70年代出现了功率达数千瓦的横向流动式CO2激光器，其可靠性、稳定性均满足了工业生产线的需要。
80年代，激光器质量又有了提高，其输出功率大幅提高：CO2激光器由几千瓦发展到上万瓦，YAG激光器由几百瓦发展到数千瓦；这些激光器均实现了连续运行和脉冲运行的工作方式；激光的模式从多模输出发展到基模或接近基模输出；光束发散角也达到几个毫弧度。
《半导体激光器技术发展文献综述2600字》
半导体激光器技术发展国内外文献综述1半导体激光器的发展激光器的发展起始于1916年爱因斯坦提出的受激辐射，这一基本概念的提出奠定了后面激光器发展的理论基础。
四十余年后，即1956年左右，研究人员们才开始对半导体激光器展开研究，并提出了许多合理的想法。
1958-1961年，当时的研究人员提出了半导体实现粒子数反转的必要条件，并提出了使用半导体材料研制激光器的想法。
1962年，同质结GaAs半导体激光器问世，但是GaAs这一物质无法在室温下连续的受激发射[2]，导致这一发明无法在工业领域得到应用，但是这是一个开创性的研究进展，为后续异质结半半导体激光器的研究奠定了基础。
1963年，研究人员们针对同质结半导体激光器存在的无法在室温下连续受激发射这一问题，提出异质结半导体激光器的概念。
1967年首个单异质结半导体激光器问世，但是仍未能解决同质结半导体激光器存在的问题，但这一发展激励着研究人员向双异质结半导体激光器迈进。
自单异质结半导体激光器问世三年之后，在前人研究的基础下双异质结半导体激光器成功被研发出来，并且很好的解决了同质结半导体激光器无法在室温下连续受激发射这一问题。
同年，超晶格量子阱这一概念被首次提出，再次为半导体激光器的发展指明了新的方向。
1975年，首个量子阱激光器研制成功，但是存在诸多缺点，例如无法在室温下稳定振荡等。
1979年，美籍华裔学者谢肇鑫利用液相外延的方法实现了室温下的超量子阱激光器的连续受激发射，进一步推动了半导体激光器的发展。
1982年，Bell实验室成功研制出可连续工作的半导体量子阱激光器，这一研究成果标志着量子阱激光器的研究进入了一个崭新的历程[2]。
20世纪末，在量子阱激光器的研究基础上，高功率的单量子阱半导体激光器成功被研制出来，使半导体激光器的应用领域进一步拓宽。
同时20世纪末的研究进展也进一步为21世纪半导体激光器的研究指明了发展方向。
中国的激光技术研究起步较国外的稍晚，但发展速度快。
大功率半导体激光器的相关研究综述
激光束质量方面的研究也取得了很大进展，激光束质量得到进 一步提升。研究者利用加工工艺与芯片结构的改进，加强了对 激光束两侧控制，确保射出的激光束稳定单一，提升了激光束 子的质量。研究者还利用WBC（外腔反馈光谱合束）技术， 对大功率半导体激光器的合束光源进行改善，进一步提升了大 功率半导体激光束质量。首先，半导体单管两侧模式限制。 Ledentsov等研究者提出一种新型的激光器结构，该种激光结 构是基于带晶体波导（纵向光子）的新形式，改变对激光两侧 控制，可以提升激光束两侧机关控制水平，使得激光束集中度 更优质，改善激光器传统芯片光束质量差的现状，更新激光束 芯片质量，进一步提升激光束质量。其次，空间合束技术的应 用。大功率半导体激光器的研究者利用空间合束技术，来增加 激光功率，提升激光单元光束质量，从而达到提升整体激光光 束质量的目的[4]。
半导体激光器属于激光器的一种，主要是借助半导体物 质，完成相应的激光工作，常被称之为激光二极管。不同半 导体工作物质产生激光的过程存在一定差异，当前常用的半 导体物质包括了InP（磷化铟）、CdS（硫化镉）、ZnS（硫化 锌）、GaAs（砷化镓）等。按照半导体器件不同可以将半导体 划分为单异质结、同质结、双异质结等。按照输出功率的不同 可将半导体激光器分为小功率半导体激光器与大功率半导体激 光器两种。半导体激光器的工作原理为在半导体价带与导带之 间通过激励方式，实现空穴复合产生受激发射，在这一过程中 由于激励导致的粒子数反转至关重要[1]。
究观察分析得出转化效率优化上可以从以下几方面入手：①载 流子消耗控制，研究中由于载流子溢出导致消耗，占总体消耗 的比例相对较高，大约8%左右，通过空穴和电子在量子阱中实 现的复合效果有限，所以需要进一步控制载流子消耗。以提升 以优化粒子反转，提升转化效率。
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关于锁模光纤激光器的研究前言激光器，顾名思义，即是能发射激光的装置。
1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。
1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围，1960年T.H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。
1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。
1962年R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。
以后，激光器的种类就越来越多。
按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。
近来还发展了自由电子激光器，大功率激光器通常都是脉冲式输出。
2004 年，Idly 提出了一种自相似脉冲光纤激光器，同时为这种光纤激光器建立了一种数值模型。
模型中采用非线性薛定谔方程（NLSE）描述脉冲在正色散光纤中的传输，引入了一个与脉冲强度相关的透过率函数将NPE 锁模机理等效成快速可饱和吸收体（SA）的作用0 模拟发现这种激光器输出的脉冲具有抛物线的形状和线性啁啾，能量可高达10nJ。
随着自相似脉冲在实验上的实现，自相似锁模光纤激光器迅速成为超短光脉冲领域的研究热点。
用Idly 模型对自相似锁模光纤激光器的研究不断取得新的进展。
在此我将对激光和激光器的原理和基于原理而做出的进一步的相关研究（如被动锁模光纤激光器）做一个大致的探讨。
主题激光器的原理非线性偏振旋转被动锁模环形腔激光器的结构如图1所示, 激光器由偏振灵敏型光纤隔离器、波分复用器、偏振控制器、输出藕合器、掺yb3+光纤组成。
其工作原理为从偏振灵敏型光纤隔离器输出的线偏振光,经过偏振控制器PCI(1/4 λ波片)后变为椭圆偏振光, 此椭圆偏振光可看成两个频率相同、但偏振方向互相垂直的线偏振光的合成, 它们在掺yb3+增益光纤中藕合传输时, 经过光纤中自相位调制和交叉相位调制的非线性作用, 产生的相移分别为其中n1x 、n1y分别为yb3+光纤沿X、Y方向的线性折射率, n2、l分别为该光纤的非线性折射率系数和长度。
由于两线偏振光的相位差（ΔΦ=Φx-Φy）, 与两偏振光的光强有关, 适当调整光纤偏振控制器PC2（1/4 λ波片 +1/2 λ波片）, 使两偏振光中心部分在偏振灵敏型光纤隔离器处发生线性叠加。
这样, 偏振灵敏型ISO就可使能量较高的光脉冲的峰值部分通过, 而对能量较低的脉冲前、后沿进行吸收, 使光脉冲每次经过偏振灵敏型时都可获得与强度有关的损耗, 此过程不断重复, 就形成了与可饱和吸收体被动锁模相似的光脉冲。
由于掺yb3+光纤工作在正色散区, 随着传输距离的增加, 在群速度色散的作用下,光脉冲逐渐加宽, 同时在掺yb3+光纤中得到增益, 因此光脉冲能量逐渐增大。
这就是非线性偏振旋转展宽脉冲锁模的基本原理。
因较宽脉冲具有较大的线性嘀啾, 根据输出脉冲的惆啾特性, 在谐振腔外加一段合适的单模光纤, 即可得到较窄的光脉冲。
在激光器问世之后我们的科学家对激光器的研究进入了更深入的探讨，经典的是锁模光纤激光器。
锁模光纤激光器目前开发研制的光纤激光器主要采用掺稀土元素的光纤作为增益介质。
由于光纤激光器中光纤纤芯很细，在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”。
当加入正反馈回路（构成谐振腔）便形成激光振荡。
由于光纤基质具有很宽的荧光谱，光纤激光器一般都可做成可调谐的，以用于WDM系统中。
在光纤激光器中发展较好的有：连续光纤激光器（基于Raman放大的光纤激光器：产生特定光波波长），锁模光纤激光器（基于非线性光环路镜的光纤激光器：产生高重复率超短压缩脉冲和亮暗脉冲转换）。
下面我们对锁模光纤激光器进行深入的讨论。
锁模光纤激光器因其紧凑小巧、成本低和光束质量好等优点,近年来获得了快速发展。
根据锁模原理可将锁模光纤激光器分为三类:主动锁模光纤激光器、被动锁模光纤激光器、主被动混合锁模光纤激光器。
主动锁模光纤激光器主动锁模光纤激光器可分为调制器型锁模和注入型锁模两类。
前者是通过在激光腔内插入主动的调制器件(如LiNbO3 调制器、声光调制器、电光调制器等) 实现锁模,后者是利用外界注入光学调制脉冲产生的非线性微扰实现锁模。
被动锁模光纤激光器被动锁模光纤激光器通常利用半导体的可饱和吸收效应或光纤中的非线性效应作为锁模机制,它一般不需要外界施加的调制信号。
半导体可饱和吸收体锁模的优点是容易实现激光器的自启动,而且脉冲的重复频率较稳定,脉宽为ps 或fs 量级,但这种锁模激光器并不是全光纤结构,而且在实际应用中的响应速度一般在10ps 以上。
利用光纤非线性效应进行锁模调制,其响应时间仅为fs量级,同时可以实现全光纤结构,克服了半导体可饱和吸收体被动锁模的缺点。
一般相位调制型被动锁模大都采用“8”字形腔。
输入光经过耦合器,被分成沿相反方向传输的两束光,通过非3dB耦合器或在附腔中插入光放大器件,使得两束光的光强不同,这样虽然在光纤中经历相同的光程,但是由于光纤中自相位调制、交叉相位调制等非线性效应引起的非线性相移,两束光最后在这个耦合器中相干干涉,引起类似快速可饱和吸收体的作用,产生超短脉冲输出。
由于增益介质的饱和效应,上述相位调制型被动锁模结构对于单一脉冲和序列脉冲的响应有显著的不同,限制了激光器获得更高的重复速率。
色散非均衡非线性光纤环镜(DI- NOLM) 解决了这个问题。
如图2 所示,色散非均衡非线性光纤环镜由具有不同的色散特性的一段普通单模光纤和一段色散位移光纤构成。
光脉冲从耦合器输入环内并被分成相等的两束,其中一束经过单模光纤因色散而展宽,峰值功率下降,随后在色散位移光纤中产生较小的非线性相移;另一束因色散位移光纤色散很小,仍然保持很窄的脉冲宽度,并在单模光纤中产生较大的非线性相移。
当相向传输的两束光相位差等于π时,脉冲经过色散非均衡非线性光纤环形镜得到最大的透射率。
由于色散只对脉冲起作用,因此任何强度的连续光输入都被反射掉了,从而得到消减了尾翼和噪声的窄脉冲输出。
同时由于光纤环形镜内没有有源器件,不会受到系统内前一脉冲的影响。
主被动混合锁模光纤激光器2003 年,王肇颖等人报道了一种“8”字型腔主被动混合锁模光纤激光器。
实验中应用100m 长的色散位移光纤、2. 5GHz 的LiNbO3 调制器,由光纤放大器提供增益。
在调制频率为2.498GHz 时,获得了脉宽为12ps 的脉冲输出, 中心波长为1543nm、相应的频谱宽度0. 22nm、时间脉宽积0. 33〔16〕。
2004年,王肇颖等人又利用色散非均衡非线性光纤环形镜(DI -NOLM) 代替非线性光纤环形镜(NOLM)〔17〕进行了实验。
发现色散非均衡非线性光纤环形镜可以有效抑制腔内各种噪声对输出脉冲质量的影响并使脉冲窄化。
在调制频率为9.998GHz 时,得到了1566. 65nm波段、脉宽为11ps、谱宽为0. 297nm的稳定锁模脉冲输出。
总结锁模光纤激光器的发展十分的迅速，本文仅对现有的几种锁模激光器进行了简单的描述。
其中主动锁模光纤器【2】的驰豫振荡和超模噪声劣化了输出脉冲质量,而被动锁模光纤激光器【2】输出脉冲重复率受光纤长度的限制不可能很高,且不易调整和控制。
因此，现在针对主被动混合动锁模激光器【2】的研究是迫在眉睫的，这类激光器具不但有体积小、结构灵活,维护简便、成本低等特点,而且在光通信网络、超快光谱、材料加工、非线性光学、医学成像和外科医疗等领域具有十分广泛的应用前景。
如果此类激光器能在我国得到普遍的应用，那么对于我国激光器的发展将会起到不可估量的作用。
参考文献[ 1 ]非线性偏振旋转锁模自相似脉冲光纤激光器的研究邓一鑫涂成厚吕福云[ 2 ]锁模光纤激光器的研究进展苏红新,王坤,杨乐臣,郭庆林(河北大学物理科学与技术学院,河北保定071002)[ 3 ] 自起振σ形腔被动锁模掺Er3 + 光纤激光器闫晗 , 魏莹, 王肇颖, 费爱梅, 贾东方, 李世忱[ 4 ] 非线性偏振旋转锁模“光纤激光器的理论分析张书敏, , 吕福云, 董法杰, 樊亚仙[ 5 ] 利用非线性偏振旋转锁模技术产生0. 7nJ, 1. 5ps光脉冲贺虎成,杨玲珍,王云才(太原理工大学物理系,太原030024)[ 6 ]SUN J Q, HUANG D X. Control of self2pulsation in Er3 + 2doped fiberlaser [ J ]. Acta Op tica Sinica, 1996, 16 ( 9 ) : 1237 ～1240 ( in Chi2nese) .[ 7 ]MATSAS V J, NEWSON T P, R ICHARDSON D J et al. Self2startingpassively mode2locked fibre ring soliton laser exp loiting nonlinear po2 larization rotation [ J ]. Electron Lett, 1992, 28 (15) : 1391～1393.[ 8 ]L IU D F, CHEN G F,WANG X H et al. Structure stable Er3 + 2doped fiber ring laser [ J ].Laser Technology, 1999, 23 ( 4 ) : 231 ～233 ( in Chinese) .[ 9 ]WANG Zh Y, WANG Y Q, L I Sh Ch et al. Self2starting passively mode2locked Er3 + 2doped fiber lasers [ J ]. Journal of Op toelectronics Laser, 2004, 15 (3) : 295～298 ( in Chinese) .。