全固态激光器控制器
激光器的控制软件--GS控制系统的设计研究
激光器的控制软件--GS控制系统的设计研究发布时间：2022-07-24T07:27:08.084Z 来源：《中国科技信息》2022年第3月第6期作者：周士云[导读] 本文设计了一种新型的激光器控制系统--GS Controller，这是一款实时嵌入式应用系统。
主要控制激光器的初始化、各级光路模块的正常工作、以及对激光器设备状态进行监控并做出相应的处理。
周士云国神光电科技（上海）有限公司摘要：本文设计了一种新型的激光器控制系统--GS Controller，这是一款实时嵌入式应用系统。
主要控制激光器的初始化、各级光路模块的正常工作、以及对激光器设备状态进行监控并做出相应的处理。
相对传统的激光器控制系统，本款GS控制系统支持多种机型，具有更加灵活的配置，在最短的时间内支持一款新的机型，从软件架构上更加灵活与兼容。
本文详细描述了这款GS控制系统的设计思路以及功能模块。
关键词：GS Controller GS控制系统嵌入式系统 GSC一、嵌入式应用系统GS控制系统是一款实时嵌入式应用系统，嵌入式系统是信息技术的一种,其广泛应用与我们的生产生活中,并且随着现代信息技术的发展,嵌入式系统也不断改进与发展。
1.概述嵌入式系统与通用计算机系统是现代计算机的两大种类，相比于通用计算机系统，嵌入式系统更为小巧和简单[1]。
其主要是在一个ROM 中写入一个控制程序作为一个嵌入式处理其控制板，该控制板可以放入各种设备中，实现对设备的控制和监视，比如，工厂的自动化机械生产设备、智能家用电器等设备中。
现代购入式系统平台也包含了Flash存储设备用以保存代码以及数据。
嵌入式系统在我们的生产生活中应用广泛，是很多智能家电与自动化机械设备的核心控制部件，因为它相对独立，因此，可以单独进行批量生产，然后，再与其他部件进行组装即可应用。
嵌入式系统是以应用为中心，以现代计算机技术为基础，能够根据用户需求，如功能、可靠性、成本、体积、功耗以及环境等不同的要求，灵活裁剪的软硬件模块专用计算机系统。
应用于全固态激光雷达的光学相控阵技术发展趋势与挑战
应用于全固态激光雷达的光学相控阵技术发展趋势与挑战张福领;苏杭;赵渊明;董光焰
【期刊名称】《电光系统》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】应用于全固态激光雷达的光学相控阵是一种电控扫描的光束指向控制技术,具有宽视场、低功耗、轻量化的优异性能,在军事和民用领域发挥着越来越重要的作用。
文章首先介绍了光学相控阵基本工作原理;回顾了近年来基于不同材料光学相控阵的国内外研究进展,主要包括:光波导相控阵(如LiTaO3晶体、
GaAs/AIGaAs、PLZT电光陶瓷、Si等)和液晶光学相控阵;并对基于不同材料光学相控阵的优劣势进行对比分析;指出了研制高性能光学相控阵需要突破的关键技术;并给出了光学相控阵技术的发展趋势与挑战。
【总页数】8页(P5-12)
【作者】张福领;苏杭;赵渊明;董光焰
【作者单位】中国电子科技集团公司第二十七研究所;哈尔滨工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.98
【相关文献】
1.光学相控阵和相控阵激光雷达技术
2.应用于激光雷达的光学相控阵技术
3.应用于激光雷达系统的光学相控阵技术研究进展
4.中科天芯发布国内首款光学相控阵技术固态激光雷达芯片A2
5.光学相控阵技术研究进展与发展趋势
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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。
LD泵浦的高重复频率全固态飞秒激光器(特邀)
第49卷第12期Vol.49N o.12红外与激光工程Infrared a n d Laser Engineering2020年12月Dec.2020 L D泵浦的高重复频率全固态飞秒激光器（特邀）郑立s汪会波u,田文龙\张大成\韩海年2,朱江峰、魏志义2(1.西安电子科技大学物理与光电工程学院，陕西西安710071;2.中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室，北京100190)摘要：G H z飞秒激光器相比于传统的百M H z飞秒激光器，其频域中相邻纵模的间隔更大、可分辨 率更高，相同光谱范围内纵模密度更小，每个纵模分得的平均功率相对更高，在梳齿可分辨光谱学、直 接频率梳光谱学、光学任意波形产生以及天文摄谱仪校准等诸多领域有着更重要的应用价值。
文中从G H z飞秒脉冲的产生方案出发，着重对激光二极管泵浦的G H z重复频率全固态飞秒激光的产生方 案以及相应的技术挑战进行了详细介绍，然后重点综述了国际上基于S E S A M被动锁模以及克尔透镜 锁模全固态G H z飞秒激光器的研究进展，并结合笔者所在课题组取得的初步研究结果对全固态G H z重复频率飞秒激光器的应用价值以及笔者所在课题组的研究目标进行了展望。
关键词：G H z重复频率；全固态飞秒激光器；克尔透镜锁模；被动锁模中图分类号：T N242 文献标志码：A D O I：10.3788/I R L A20201069LD-pumped high-repetition-rate all-solid-statefemtosecond lasers {Invited)Zheng Li1,W a n g Hu i b o1'2,Tian W e n l o n g1，Zh a n g D a c h e n g1，H a n Hainian2,Z h u Jiangfeng1，W e i Zhiyi2(1. School of Physics and Optoelectronic Engineering, Xidian University, Xi'an 710071, China;2. Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy o f Sciences, Beijing 100190, China)Abstract:C o m p a r e d with traditional 〜100 M H z femtosecond lasers,the m o d e spacing i s larger of G H z femtosecond lasers so that each c o m b can simply be resolved.Furthermore,the less dense of longitudinal m o d e s results in higher average p o w e r.Therefore,i t has more important application value in m a n y research fields,such as comb-resolvabled spectroscopy,direct optical frequency c o m b spectroscopy,optical arbitrary waveform generation and astronomical spectrograph calibration.In this review,the generation schemes of G H z femtosecond pulses and the corresponding technical challenges of G H z-repetition-rate all-solid-state femtosecond lasersp u m p e d by laser diode were introduced in detail firsly.Secondly,the international research progresses of all-solid-state G H z femtosecond lasers based on S E S A M passively mode-locking and Kerr-lens mode-locking were summarized.Finally,the application value and research object of our group in all-solid-state G H z-repetition-rate femtosecond lasers were forcasted based on our preliminary research results.K e y w o r d s:G H z repetition rate;all-solid-state femtosecond lasers;Kerr-lens m o d e locking;passively m o d e locking收稿日期:2020-09-12;修订日期:2020-10-14基金项目:国家自然科学基金（11774277, 60808007);中央高校基本科研业务费（JB190501，Z D2006);陕西省自然科学基础研究计划(2019JCW-03)作者简介:郑立（1995-)，男，博士生，主要从事全固态激光技术方面的研究。
固态激光器的工作原理
固态激光器的工作原理激光器作为一种重要的光学器件，在现代科技和工业应用中起到了至关重要的作用。
固态激光器作为其中的一种类型，在多个领域中展现出了广泛的应用前景。
本文将详细介绍固态激光器的工作原理，以及其在科学研究、医疗、通信等方面的应用。
一、固态激光器的基本构成和工作原理固态激光器由一个激光介质和一个泵浦源组成。
激光介质是固体材料，常见的材料包括Nd:YAG（氧化铝掺杂钕）、Nd:YVO4（钇钒酸钕）等。
泵浦源通常采用光源或者其他激光器来提供能量，使激光介质中的掺杂离子处于激发态。
1. 光子吸收与激发当泵浦光进入激光介质时，它与激光介质中的掺杂离子相互作用。
这种相互作用导致掺杂离子从基态跃迁到激发态，吸收入射光子的能量。
这种能量吸收过程是固态激光器工作的起点。
2. 辐射与受激辐射当掺杂离子处于激发态时，它会逐渐失去能量。
在这个过程中，掺杂离子通过辐射的形式传递能量，并以光子的形式释放出来。
这些光子的能量是特定波长和频率的激光光子，具有相同的相位和方向，符合激光的特性。
3. 扩散与增益当释放的激光光子经过多次的反射和扩散后，在固态激光器的谐振腔内产生共振放大。
在这个过程中，激光光子不断增加，并形成强大的激光束。
这种过程是通过谐振腔中的镜面反射实现的，其中一个镜子是部分透明的，用于输出激光。
二、固态激光器的应用固态激光器具有紧凑、高效、可靠等特点，因此在科学研究、医疗、通信等领域有广泛的应用。
1. 科学研究固态激光器在科学研究中扮演着重要角色。
其激光束的窄带宽和高功率使得它成为细分光谱研究、原子物理、分子光谱学等领域的理想工具。
此外，固态激光器还广泛应用于量子光学研究、量子计算和量子通信等领域。
2. 医疗器械固态激光器在医疗领域有着广泛的应用。
激光切割、激光刻蚀、激光焊接等技术在现代医疗器械的制造过程中发挥着重要作用。
此外，激光手术、激光疗法等应用也在眼科手术、皮肤整形和癌症治疗等方面展现出了巨大的潜力。
固体激光器基本原理以及应用
汇报人：
单击输入目录标题 固体激光器的基本原理 固体激光器的应用 固体激光器的发展趋势
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固体激光器的基本原理
固体激光器的组成
泵浦源：提供能量使激光介质产生 激光如氙灯、半导体激光器等
冷却系统：保持激光介质的温度稳 定提高激光器的性能和寿命如水冷、
风冷等
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技术进步：提高输出功率、降低能 耗、提高稳定性
研究热点：新型材料、新型结构、 新型工艺等
固体激光器的应用拓展势
医疗领域： 用于眼科、 皮肤科等 疾病的治 疗
工业领域： 用于切割、 焊接、打 标等加工 工艺
科研领域： 用于光谱 分析、激 光雷达等 科学研究
军事领域： 用于激光 武器、激 光通信等 军事应用
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激光介质：产生激光的物质如YG晶 体、Nd:YG晶体等
光学谐振腔：使激光在腔内反复反 射形成稳定的激光输出如反射镜、
全反射镜等
电源和控制系统：提供激光器的工 作电压和电流控制激光器的工作状
态如电源、控制器等
固体激光器的工作原理
激光产生：通过激发态粒子的受激辐 射产生激光
激光治疗：用于 皮肤病、肿瘤、 血管疾病等治疗
激光诊断：用于 皮肤病、肿瘤、 血管疾病等诊断
激光美容：用于 皮肤美容、整形 等美容项目
军事领域的应用
激光制导武器：利用激光精确 制导提高打击精度
激光通信：实现远距离、高速、 保密通信
激光雷达：用于探测、跟踪、 识别目标
激光武器：用于摧毁敌方武器 装备、设施等
增益介质：使用固体材料作为增益介 质如稀土离子掺杂的晶体
全固态激光器原理
全固态激光器原理嘿，朋友，你有没有想过，有一种神奇的光，它不是像手电筒那样简单地发光，而是有着强大的能量和独特的产生方式呢？这就是全固态激光器发出的光。
今天呀，我就来给你讲讲全固态激光器的原理，这可真是个超级有趣的事儿呢！咱先得知道啥是全固态激光器。
简单来说，它就是一种产生激光的设备，和那些老早的、体积庞大又复杂的激光器不太一样。
全固态激光器最大的特点就是它里面的主要部件都是固态的，就像我们生活里常见的固体东西一样实实在在。
这可比那些有气体或者液体参与的激光器要稳定得多呢！你想啊，气体和液体总是跑来跑去、晃来晃去的，固态的东西就安安稳稳地待在那儿，多靠谱呀。
那全固态激光器到底是怎么把光变成那种超级厉害的激光的呢？这就得从它的几个关键部分说起啦。
首先就是增益介质。
这就像是一场光的“强化训练营”。
增益介质是一种特殊的固体材料，常见的有晶体材料，比如说钇铝石榴石（YAG）。
你可以把增益介质想象成一群听话又有潜力的小士兵，光在经过这个增益介质的时候，就像是小士兵们在接受严格的训练。
在这个过程中，光会得到能量的补充，变得越来越强。
怎么补充能量的呢？这就涉及到粒子数反转啦。
正常情况下，原子里的电子就像住在不同楼层的居民，低楼层的居民多，高楼层的居民少。
但是在增益介质里，通过一些特殊的方法，就像给这些居民发了个通知，让高楼层的居民一下子多了起来，这种情况就叫粒子数反转。
这时候，光经过，就像是得到了高楼层居民扔下来的能量包，变得越来越强壮。
然后呢，就轮到泵浦源上场啦。
泵浦源就像是一个超级能量提供者，是个大力士呢。
它的任务就是给增益介质提供能量，让增益介质能够实现粒子数反转。
你可以把泵浦源想象成一个不断往“强化训练营”里送食物的大厨，只有食物充足，小士兵们才能变得强大呀。
泵浦源提供能量的方式有很多种，比如说用闪光灯或者激光二极管来提供能量。
要是没有泵浦源，增益介质就没办法让光得到强化，那全固态激光器也就没法产生激光啦，这就像没有大厨，小士兵们就得饿肚子，还怎么训练呢？有了增益介质和泵浦源还不够呢，还得有光学谐振腔。
固体激光器原理
固体激光器原理
固体激光器原理是一种把电能转变为光能的设备，它能产生高能量、高精度、低噪声的脉冲或持续光束。
固体激光器主要分为离子激光器、半导体激光器和光纤激光器，它们的原理都是通过激发某种固体材料电子能级，使其跃迁至更高能级，从而发射出光子而形成激光。
离子激光器是以氩离子为激发源的固体激光器，它的原理是利用电磁场和电荷场的耦合作用将原子的电子能级跃迁至更高的能级，然后将能量输入激光管，激发出一定能量的激光束。
半导体激光器是一种电子学技术，它的原理是将半导体材料的电子能级跃迁至更高的能级，然后将能量输入半导体激光器，激发出一定能量的激光束。
光纤激光器是利用半导体激光器激发光纤内部的光子，使其能量输入光纤中并被输出，形成激光束。
这种激光器具有较高的稳定性，能够把大量的光能输入光纤中，并具有极低的能量损耗，比传统的激光器具有更佳的效率。
总的来说，固体激光器原理是一种发射激光束的方法，它能产生高精度、高能量、低噪声的脉冲或持续光束。
固体激光器主要分为离子激光器、半导体激光器和光纤激光器，它们的原理都是通过将固
体材料的电子能级跃迁至更高的能级，从而发射出光子而形成激光。
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。
高稳定输出功率的全固态激光器
本文采用 ３ ２位 Ａ Ｍ 处 理 器 对 激 光 器 Ｌ ／ Ｒ Ｄ Ｃ Ｐ晶体的温度进行控制， 制精度达到了 ± ． Ｔ 控 ０ １℃。 在 此 基 础 上 ， 过 光 反 馈 控 制 实 现 了 波 动 在 通 ± ． ％ 以 内的长时 间高稳 定输 出。 ０１
第３ ２卷
第 ８期
发 光 学 报
ＣＨＩ ＮＥＳＥ ＯＵＲＮＡ Ｌ Ｊ ＯＦ ＬＵＭ Ｉ ＮＥＳＣＥＮＣＥ
Ｖｏ． ２ Ｎｏ ８ １３ ． Ａｕ ｇ．，２ Ｉ ０１
２１ ０ １年 ８月
文 章 编 号 ： ００７ ３ （ ０ ）８０ ３ －４ １０ －０ ２ ２ １ ０ －８００ １
度分 布不均 匀及 热透镜 效应将 使谐振 腔 的结构发 生变 化 。倍频 晶体 Ｋ Ｐ是 一种 双 折射 晶体 ， Ｔ 它在 进行 Ⅱ类 倍 频 时还 具 有 波 片 的 作 用 。 随着 Ｋ Ｐ Ｔ
温度 的改变 ，Ｋ Ｐ的波 片作用 及基 频光 的偏振 态 Ｔ
度 变化 以及 抽运 源功 率 波 动 等多 种 因素 ， 以 所
器 工作 时瞬态 的 电流 或 电压 尖峰很 容 易损坏激 光
器 ， 且 电流 、 度 的起 伏 还 会 引 起 光 功 率 的 变 而 温
Ｋ Ｐ晶体 进 行 温度 控 制来 获 得稳 定 的功 率 输 出 ， Ｔ
这种设 计会 在一定 程度上 降低 输 出绿光 的光束 质
收稿 日期 ： ０ １０ －８； 订 日期 ： ０ １３—６ ２ １－３０ 修 ２ １ ４５１ 基金 项 目 ：国 家 ８３项 目（０ ６ Ａ ３ １３ 资 助项 目 ６ ２０ Ａ ００ ０ ） 作者 简 介 ：王君 立 （９ ２一） 男 ，吉林 通 化人 ，主 要从 事 激 光 和 信 号 处 理 的研 究 。 １７ ， ：通讯 联 系 人 ；Ｅ ｍａ ： ＠ Ｃ Ｓ ｅ ｕ ｃ — ｉ ｌ Ｈｔ ｄ ．１ ３ 为 当前 半 导
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。
固体激光器ppt课件
§5.1.1 固体激光器的基本结构与工作物质
一、固体激光器的基本结构
1. 激光工作物质 2. 泵浦系统 3. 谐振腔 4. 冷却系统 5. 滤光系统
图5-1 固体激光器的基本结构示意图
长脉冲固体激光器的基本结构示意图(冷却、滤光系统未画出)
固体激光器的基本结构
激光二极管端面泵浦固体激光器结构示意图 激光二极管侧面泵浦固体激光器结构示意图
5.1.4 新型固体激光器
1. 半导体激光器泵浦的固体激光器 ➢半导体激光器泵浦固体激光器的结构，有如图(5-7)(a)所 示的端泵浦方式和图(5-7)(b)所示的侧泵浦方式。
图(5-7) 半导体激光器泵浦固体激光器的结构示意图
优点：模式匹配好， 阈值低，效率高 光束质量好
优点：可获得大功率输出
5.1.4 新型固体激光器
§5.1 固体激光器
固体激光器是以掺杂离子的绝缘晶体或玻璃作为工作物质的 激光器。
固体激光器主要特点： ① 运行方式多样。可在连续、脉冲、调Q及锁模下运行，获得
高平均功率、高重复频率、高单脉冲能量和高峰值功率； ② 能实现激光运转的固体工作物质多达数百种，激光谱线数千
条，多工作于可见光及红外光区，通过频率变换技术可到紫 外区； ③ 固体激光器系统简单，工作容易，传输灵活，可接光纤； ④ 结构紧凑，牢固耐用，价格低廉，应用前景广泛。 固体激光器应用： 目前固体激光器在激光应用中占有极其重要的地位，可用于 材料加工、激光测距、激光光谱学、激光医疗、激光化工、 激光分离同位素及激光核聚变等。
图(5-2) 红宝石中铬离子的吸收光谱
❖ 吸收特性与光的偏振状态有关（各向异性图(5导-3)致红宝）石中铬离子的能级结构 ❖ 红宝石晶体在可见光区有两个强吸收带：
固体激光器 组成及 工作原理
固体激光器组成及工作原理固体激光器是一种利用固体材料来产生激光的装置，它由多种组成部分和复杂的工作原理构成。
在固体激光器的组成中，最核心的部分是工作物质、泵浦源、共振腔和输出镜。
而其工作原理主要包括受激辐射和光放大的过程。
在本文中，将详细介绍固体激光器的组成及工作原理。
固体激光器的核心部分是工作物质。
固体激光器的工作物质通常采用固体晶体或者玻璃材料，如氧化物晶体、掺杂晶体、玻璃体等。
这些材料受到光或电的激发后，能够发射激光。
固体激光器的性能和特性很大程度上取决于选用的工作物质，因此工作物质的选择至关重要。
固体激光器还需要泵浦源来提供能量。
泵浦源通常采用闪光灯、半导体激光二极管等，通过光或电的形式向工作物质提供激发能量，使其处于激发态。
泵浦源提供的激发能量将激发工作物质内的原子或分子跃迁至激发态，为固体激光器的激射提供能量。
固体激光器的第三个重要组成部分是共振腔。
共振腔由两个反射镜构成，其中一个是部分透明的输出镜，另一个是完全反射的输入镜。
这一腔体结构能够形成光波的多次反射，从而增强光的密集程度，促进激光产生。
输出镜是固体激光器输出激光的关键组成部分。
它具有一定的透过率，使得一部分激光能够逃逸出腔体形成输出激光。
固体激光器的工作原理主要包括受激辐射和光放大两个过程。
受激辐射是指利用泵浦源提供的能量，使得工作物质中的原子或分子跃迁至激发态。
而光放大是指激发态的原子或分子受到外界光的刺激后，向激光波长辐射能量，使得激光得以产生和放大。
固体激光器作为一种重要的激光器件，具有复杂的组成结构和工作原理。
通过对固体激光器的组成及工作原理的深入了解，可以更好地设计和应用激光器，从而推动激光技术在多个领域的应用和发展。
大功率全固态355nm紫外激光器研究
大功率全固态355nm紫外激光器研究一、本文概述随着科学技术的飞速发展，紫外激光器在科研、工业、医疗等领域的应用日益广泛，其中355nm波长的紫外激光器因其独特的物理特性在诸多领域表现出显著的优势。
特别是在高精度材料加工、生物医学研究、光电子器件制造等领域，大功率全固态355nm紫外激光器的需求日益迫切。
因此，开展大功率全固态355nm紫外激光器的研究，不仅具有重要的理论意义，也具有巨大的实际应用价值。
本文旨在深入研究大功率全固态355nm紫外激光器的设计、制造、性能测试等关键技术，并探讨其在实际应用中的可能性和挑战。
我们将首先回顾紫外激光器的发展历程，分析当前国内外在该领域的研究现状，并指出存在的问题和面临的挑战。
然后，我们将详细介绍大功率全固态355nm紫外激光器的设计原理和制造工艺，包括激光介质的选择、谐振腔的设计、泵浦方式的选择、热管理策略等关键技术。
在此基础上，我们将通过实验验证和优化激光器的性能，包括输出功率、光束质量、稳定性等关键指标。
我们将探讨大功率全固态355nm紫外激光器在各个领域的应用前景，以及未来研究方向和可能的技术突破。
本文的研究结果将为大功率全固态355nm紫外激光器的设计、制造和应用提供重要的理论支撑和实践指导，有望推动紫外激光器技术的发展和应用领域的拓展。
二、全固态355nm紫外激光器的基本原理与结构全固态355nm紫外激光器是一种基于固体增益介质和非线性光学晶体的高功率激光源。
其基本原理和结构涉及多个关键组成部分，包括泵浦源、增益介质、非线性光学晶体和谐振腔等。
泵浦源是全固态紫外激光器的能量来源，通常采用高功率的半导体激光器或光纤激光器。
泵浦光通过特定的光学系统被引入增益介质，以激发介质中的粒子跃迁至高能级，为后续的激光产生提供能量。
增益介质是激光器的核心部分，通常采用掺有稀土离子的晶体或玻璃材料。
在泵浦光的激发下，增益介质中的稀土离子发生受激辐射，产生与泵浦光波长不同的激光。
激光控制器说明书
激光控制器说明书1. 产品简介激光控制器是一种用于控制激光设备的电子设备，能够对激光器进行精确的调节和控制。
它可以通过调整激光的功率、频率和模式等参数，实现对激光输出的精确控制。
激光控制器广泛应用于工业加工、医疗美容、科学研究等领域。
2. 主要功能•功率调节：通过调整电流来控制激光器的输出功率，实现功率的精确调节。
•频率调节：通过改变脉冲信号的频率，控制激光器的输出频率。
•模式选择：支持连续波模式和脉冲模式之间的切换，满足不同应用需求。
•其他功能：提供故障报警、温度监测、通信接口等功能，方便用户进行设备状态监测和远程控制。
3. 技术参数•输出功率范围：0-100W•输出波长：1064nm•调节精度：±1%•调节速度：10ms•工作温度：0-40℃•通信接口：RS232/4854. 使用方法1.连接电源：将激光控制器的电源线连接到电源插座，确保电源稳定。
2.连接激光器：将激光控制器的输出端口与激光器的输入端口相连，确保连接牢固。
3.打开电源开关：将激光控制器的电源开关打开，待设备启动完成后即可进行操作。
4.调节参数：根据实际需求，通过操作面板或者远程控制软件调节功率、频率等参数。
5.监测状态：通过激光控制器上的显示屏或者远程监测软件，实时监测设备的工作状态和参数。
6.关闭设备：在使用完毕后，先关闭激光控制器上的输出开关，再关闭电源开关。
5. 注意事项•请勿在高温、高湿度环境中使用该设备，以避免损坏设备和影响使用寿命。
•在操作过程中，请遵循相关安全规范，并佩戴防护眼镜以防止激光辐射对眼睛造成损害。
•请勿随意拆卸设备，以免损坏内部电路和元件。
•在清洁设备时，请使用干净柔软的布进行擦拭，避免使用有腐蚀性或者粉尘的物质。
•如遇到设备故障，请及时联系售后服务人员进行维修，切勿私自修理。
6. 常见问题解答Q: 激光控制器是否支持远程控制？A: 是的，激光控制器提供了通信接口，可以通过RS232/485接口实现远程控制和监测。
固体激光器简介
4
I 11 / 2
(4 F3 / 2 谱线)
4
I 11 / 2
,对应1.06μ m
E1:基态, 一条激光谱线的激光 下能级(三能级系统):
4
I9/2
(
4
F3 / 2
4
I9/2
对应0.9μm谱线)
跃迁谱线: ①1.06μm:四能级系统, 跃迁几率大, 通常可观 察到; ②1.4μm: 四能级系统, 跃迁几率较小, 不一定 可观 察到;
红宝石中铬离子的吸收光谱
红宝石中铬离子的能级结构
红宝石有两条强荧光谱线(R1和R2线),分别为E和2A能态向4A2跃迁产生的,室温下对应 的中心波长分别为0.6943um和0.6929um。
通常红宝石激光器中只有 R1=0.6943μm线才能形成激光输出。
应指出,红宝石激光器通常只产生0.6943um的受激辐射。这是因为亚稳态能级2E分裂 成2A和E两能级,跃迁到2E上的粒子按波尔兹曼分布规律分布于2A和E上,2A能级上约占 47%,E能级上约占53%。这就是说E能级比2A能级有更多的粒子数。而且R1线荧光强度 比R2线高,使得R1线的受激辐射几率比R2线高。因此,R1线容易达到阈值而形成激光振荡。 同时,2A和E相距很近,一旦E上的粒子跃迁后,2A上的粒子便迅速地(约10ns)转移到E上去, 这就加强了R1线,而抑制了儿线。在激光脉冲持续时间远大于10-9s时,亚稳态上的位子均 将通过R1线的受激辐射回到基态,因此可把E,2A合并起来看成一个简并度g2=4的能级。 红宝石突出的缺点是阈值高(因是三能级)和性能易随 温度变化。 但具有很多优点,如: 机械强度高,能承受很高的激光功率密度;容易生长成较大 尺寸;亚稳态寿命长,储能大,可得到大能量输出;荧光谱线 较宽,容易获得大能量的单模输出;低温性能良好,可得到连 续输出;红宝石激光器输出的红光(0.6943um),不仅能为 人眼可见,而且很容易被探测接收(目前大多数光电元件和 照相乳胶对红光的感应灵敏度较高)。因此,红宝石仍属一 种优良的工作物质而得到广泛应用。用红宝石制成的大尺 寸单脉冲器件输出能量已达上千焦耳。单级调Q器件很容 易得到几十兆瓦的峰值功率输出(用这类器件已成功地对 载有角反射器的人造卫星进行了测距试验)。多级放大器 件的输出峰值功率已达数千兆瓦到一万兆瓦。红宝石在激 光发展上是贡献比较大的一种晶体。
固态激光器工作原理
固态激光器工作原理激光是一种高能量、高度聚焦的光束，具有很多应用领域，如材料加工、医学、通信等。
而固态激光器作为一种重要的激光器件，其工作原理值得我们深入了解。
一、固态激光器的基本结构固态激光器由多个组件组成，包括激光介质、泵浦源、反射镜和输出装置等。
其中，最为关键的是激光介质，它由具有较高能级的原子或离子组成，并通过泵浦源的能量输入来实现光子的放大过程。
二、泵浦源的作用泵浦源是固态激光器中的能量输入装置，它提供能量来激发激光介质中的原子或离子，使其处于高能级状态。
常见的泵浦源有闪光灯、激光二极管和其他激光器等。
泵浦源通过能量的输入，使得激光介质中的原子或离子在吸收能量后进入激发态。
这些处于激发态的粒子具有更高的能量，但受到电子自发辐射的影响，它们将尽快退激发回基态。
三、激光放大过程固态激光器的激光放大过程是通过能量级别的跃迁实现的。
处于激发态的原子或离子通过自发辐射，将一部分能量以光子的形式释放出来，从而产生相干光。
这些相干光经过多次的反射和透射，通过光路系统进行放大。
反射镜在激光介质两端设置，可以实现光的来回反射，将光子导引回激光介质，从而增加其逗留时间和活动距离，使得更多的原子或离子参与到激光放大过程中。
四、输出装置的功能输出装置用于从固态激光器中提取激光光束。
它由一个或多个输出镜组成，其中一个镜是半透明的，可以让一部分光子通过，形成输出激光。
由于激光过程中会产生热量，输出镜通常与水冷系统相连，用于散热。
输出装置的设计对激光光束的特性有一定的影响，如光束的强度、聚焦度等。
五、固态激光器的工作原理总结固态激光器的工作原理可以总结为以下几个步骤：1. 泵浦源通过能量输入使得激光介质中的原子或离子进入激发态。
2. 由于自发辐射，处于激发态的原子或离子会放出一部分能量，形成相干光。
3. 光子经过多次反射和透射，在光路系统中进行放大。
4. 输出装置提取激光光束并进行散热处理。
总的来说，固态激光器的工作原理是基于能级跃迁和光子放大的基本原理。
各版本IPG激光器开启外控模式
各版本IPG激光器开启外控模式IPG激光器是一种高效率、高可靠性的激光器，常用于工业激光制造、材料加工、医疗和科学研究等领域。
IPG激光器可以通过外控模式来实现灵活的控制和应用。
各版本的IPG激光器开启外控模式的方法和功能略有差异，下面将介绍几个版本常见的外控模式。
首先是IPG激光器的第一代版本，它采用V1.8控制器和固定频率运行模式。
该版本的IPG激光器可以通过开启外控模式来实现干扰、调制和频率变化等功能。
用户可以通过控制器上的开关或软件来切换到外控模式。
在外控模式下，用户可以通过外部信号源来控制激光器的输出功率、脉冲宽度和频率等参数。
IPG激光器的第二代版本采用V2.0控制器，具备更加先进的功能和更高的稳定性。
该版本的激光器开启外控模式的方法与第一代版本相似，但在功能上有所增强。
用户可以通过外部信号源控制激光器的开关、输出功率、频率和脉冲宽度等参数，并且可以实现多种模式的切换和组合。
第三代版本的IPG激光器采用V3.0控制器，进一步提升了控制精度和功能实用性。
该版本的激光器支持外控模式，并采用了数字化的控制方式。
用户可以通过电脑软件、触摸屏或外部信号源来控制激光器的各种参数，包括功率、频率、脉宽、调制方式、光斑形状等。
此外，该版本的激光器还支持网络控制，可以实现多台激光器的联动控制。
除了以上几个常见版本外，IPG激光器还有其他一些特殊版本，如高功率版本、超短脉冲版本和调制版本等，它们的外控模式也有所不同。
高功率版本的IPG激光器通常需要更强的外控能力和更精细的功率调节，而超短脉冲版本的IPG激光器则需要更高的脉冲稳定性和更快的响应速度。
总之，各版本的IPG激光器都支持外控模式，但具体的方法和功能可能有所不同。
用户可以根据不同版本的控制器和用户手册来了解具体的操作步骤和参数设置，并根据实际需求来选择合适的外控模式。
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1-3KwW全固态激光器控制系统
一、概述
激光器保护控制器可实现激光器的操作控制、保护等功能；
1.控制功能：
控制功能主要包括激光器及辅助设备的手动\自动开启、关闭及联动。
所有激光器操作控制均围绕方便，安全两方面设计。
系统控制采用手动和自动两种方式操作。
手动方式主要用于激光器及外部设备的调试，以及功率的设置，可脱离机器人直接通过面板按键控制激光器及外部设备启停。
自动方式用于激光器实际工作时的激光器的快速启停及运行控制。
并可接受外部机器人控制信息。
在用户有可能发生误操作的一些项目中不与执行并有提示信息，最大限度地限制用户的非法控制操作。
2.保护功能：
全固体激光器的主要部分是钯条、晶体棒、光纤、镜片以及电源及其它控制电路，而其中钯条、晶体棒、光纤及镜片等又是及易损坏的部件，因此对它们的保护是控制系统的重点。
对于钯条、晶体棒、光纤部分，损坏的主要原因是由于温度过高、输入电流电压过高、输入电流突变等原因引起的，而这些部件的降温是依靠水冷系统来完成。
因此，在激光控制部分做到无水不开电源，控制电流缓慢步进变化，并对这些部件的温度、水系统工作状态、电源电流、电压的进行实时监测快速处理保护就可以很好避免这些部件的损坏。
同时，水系统漏水也会损坏钯条、电源及控制电路，系统还具有光腔内漏水的检测。
对于镜片部分，温度过低易结露，出激光后易造成镜片损坏。
而温度过高也可造成镜片炸裂，因此也应做好开机温度检测。
同时，为防止光腔内结露，还在开机时还要求进行预充高纯氮，以驱散水蒸气并增加腔内气压以防止灰尘进入腔内。
系统设置了以下传感器及监测点作为系统保护的监测点：
✓各电源的电流、电压信息各一路；
✓激光头热沉水流量开关一路；
✓激光头晶体棒水流量开关一路；
✓保护气流量开关一路；
✓激光头热沉冷却水入口温度检测一路；
✓激光头晶体棒冷却水入口温度检测一路；
✓各激光头冷却水出口温度各两路；
✓镜片冷却水温度一路；
✓光纤头温度一路；
✓光腔漏水检测点三路；
激光头是全固态激光器的核心，也是最易损坏的部件。
基于对激光器头部分的保护功能，不管是手动还是自动操作，激光头电源只有在满足开机条件时才能开启，且每次开激光头电源均需小电流预热1分钟方能正常按给定功率工作。
同时激光头电源供电时所有水、气系统均不能关闭，而且激光头电源关闭时水系统还需延时数秒才自动关闭。
在开机状态下，一旦检测到异常，系统将自动及时地断电断水，保证系统不至损坏。
设置急停按钮，在紧急情况下可通过按急停按钮速地断电断水。
●激光头电源开机条件：
✓光腔保护气充气超过二分钟；
✓激光头冷却水打开且有一定压力的水流；
✓激光头冷却水、光纤头冷却水、镜片冷却等温度均低去相应设定上限
值；
✓光腔内无漏水；
✓冷却水入口温度在开机温度范围内。
二、系统功能
1.控制流程：
●开机过程控制流程：
1)按自动键开机；
2)预充保护气（高纯氮气）二分钟，以防止镜片结露；
3)打开激光头冷却水冷机组及镜片冷却水泵；
4)检测到水路正常后温度下降（上升）至要求的温度自动打开激光器电源；
5)小电流预热一分钟。
6)以上过程正常后方可进行正常出激光控制。
●控制过程：
1)功率给定时控制电流上升及下降均缓慢步进调整。
2)运行过程中有开机警示灯闪亮。
●关机过程控制流程：
按电源（关机）键；
电源电流先自动缓慢步下降至０Ａ，再关闭电源。
数秒钟后再自动关闭激光头冷却水冷机组及镜片冷却水泵。
2.报警功能
遇下列情况之一，若在激光器电源未开机状态，电源将无法打开。
如是此时激光器正在工作，则立即产生报警（蜂鸣器响）并自动断电断水：
✓光腔保护气缺失超过三分钟；
✓激光头热沉冷却水缺失
✓激光头热沉冷却水缺失；
✓激光头热沉冷却水温度过高
✓激光头热沉冷却水温度过高
✓镜片冷却水温度过高；
✓光纤头温度过高；
✓激光器漏水；
✓激光器运行电流过大；
✓激光器运行电压过高。
报警后按任一方向键
．．＞．”．“．M．”．）．可报警复位。
．．．（．“．∧．”“
．．＜．”“
．．∨．”“
3.系统设计
1.系统构成
控制系统总结构图
控制电路由CPU控制部分、外部传感器等组成的主控电路系统及外部电源开关、交流接触器等组成的强电系统部分组成。
外部水泵、电源等由接触器控制。
强电部分由CPU通过弱电通过继电器进行隔离控制。
2.主控系统
输入
主控电路系统由电源模块、计算机板、外围控制板及按键板等部分组成。
电源模块输出三组隔离的电源，分别由两个开关电源完成。
其中第一个开关电源为单
24VDC输出，作为外围控制板及所有传感器有外部隔离控制（电磁阀等）供电。
第二路输出5VDC，提供给计算机板作为计算机板主电源及信号采集处理电路电源。
自动运行接口为激光器与机器人接口。
采用4位光隔输入及4位光隔输出：
光隔输入4位（机器人给激光器）：
①计算机开关请求： 0：待机 1：开机准备
②光闸开关请求： 0：关光匣 1：开光匣
③报警信息： 0：正常 1：故障报警
④指示光开关请求: 0：关指示光 1：开指示光
光隔输出（激光器给机器人）：
① :备用
② :备用
③ :备用
④ :备用。