激光振镜场镜原理(精)

光纤激光器原理：光纤激光器主要由泵浦源，耦合器，掺稀土元素光纤，谐振腔等部件构成。泵浦源由一

个或多个大功率激光二极管阵列构成，其发出的泵浦光经特殊的泵浦结构耦合入作为增益介

质的掺稀土元素光纤，泵浦波长上的光子被掺杂光纤介质吸收，形成粒子数反转，受激发射

的光波经谐振腔镜的反馈和振荡形成激光输出。

光纤激光器特点

光纤激光器以光纤作为波导介质，耦合效率高，易形成高功率密度，散热效果好，无需

庞大的制冷系统，具有高转换效率，低阈值，光束质量好和窄线宽等优点。并且，光纤激光

器的谐振腔内无光学镜片，具有免调节、免维护、高稳定性的优点；超长的工作寿命和免维

护时间，平均免维护时间在10万小时以上。

光纤激光器原理图1:

峰值功率：脉冲激光器，顾名思义，它输出的激光是一个一个脉冲，每单个脉冲有一个持续时间，比如

说 10 ns(纳秒)，一般称作单个脉冲宽度，或单个脉冲持续时间，我们用 t 表示。这种激光器可以发出一连

串脉冲，比如，1 秒钟发出 10 个脉冲，或者有的就发出 一个脉冲。这时，我们就说脉冲重复(频)率前者

为 10，后者为 1，那么，1 秒钟发出 10 个脉冲，它的脉冲重复周期为 0.1 秒，而 1 秒钟发出 1 个脉

冲，那么，它的脉冲重复周期为 1 秒，我们用 T 表示这个脉冲重复周期。

如果单个脉冲的能量为 E ， 那么 E/T 称作脉冲激光器的平均功率，这是在一个周期内的平均值。例如， E

= 50 mJ(毫焦)， T = 0.1 秒， 那么，

平均功率 P 平均 = 50 mJ/0.1 s = 500 mW 。

如果用 E 除以 t ，即有激光输出的这段时间内的功率，一般称作峰值功率(peak power)，例如，在前面的

例子中 E = 50 mJ, t = 10 ns,

P 峰值 = 50 ×10^(-3)/[10×10^(-9)] = 5×10^6 W = 5 MW(兆瓦)，由于脉冲宽度 t 很小，它的峰值功率很大。

脉冲能量E=1mj 脉宽t=100ns 重复频率20-80K 脉冲持续时间T=1s/2k=？秒

平均功率P=E/T=0.001J/0.00005s=20W

P 峰值功率=E/t

激光的分类：

激光按波段分，可分为可见光、红外、紫外、X光、多波长可调谐，目前工业用红外及紫外激光。例如CO2激光器10.64um红外激光, 氪灯泵浦YAG激光器1.064um红外激光, 氙灯泵浦YAG激光器1.064um红外激光, 半导体侧面/端面泵浦激光器1.064um红外激光。

激光器的种类分，可分为固体、气体、液体、半导体和染料等几种类型：（ 1 ）固体激光器一般小而坚固，脉冲辐射功率较高，应用范围较广泛。如：Nd:YAG激光器。Nd（钕）是一种稀土元素，YAG代表钇铝石榴石，晶体结构与红宝石相似。

（ 2 ）半导体激光器可以通过外加的电场、磁场、温度、压力等改变激光的波长，能将电能直接转换为激光能，所以发展迅速。

（ 3 ）气体激光器以气体为工作物质(主要为惰性气体)，单色性和相干性较好，激光波长可达数千种，应用广泛。气体激光器结构简单、造价低廉、操作方便。在工农业、医学、精密测量、全息技术等方面应用广泛。气体激光器有电能、热能、化学能、光能、核能等多种激励方式。

（ 4 ）以液体染料为工作物质的染料激光器于 1966 年问世，广泛应用于各种科学研究领域。现在已发现的能产生激光的染料，大约在 500 种左右。这些染料可以溶于酒精、苯、丙酮、水或其他溶液。它们还可以包含在有机塑料中以固态出现，或升华为蒸汽，以气态形式出现。所以染料激光器也称为“ 液体激光器” 。染料激光器的突出特点是波长连续可调。燃料激光器种类繁多，价格低廉，效率高，输出功率可与气体和固体激光器相媲美，应用于分光光谱、光化学、医疗和农业。

（ 5 ）红外激光器已有多种类型，应用范围广泛，它是一种新型的红外辐射源，特点是辐射强度高、单色性好、相干性好、方向性强。

（ 6 ） X 射线激光器在科研和军事上有重要价值，应用于激光反导弹武器中具有优势；生物学家用 X 射线激光能够研究活组织中的分子结构或详细了解细胞机能 ; 用 X 射线激光拍摄分子结构的照片 , 所得到的生物分子像的对比度很高。

（ 7 ）化学激光器有些化学反应产生足够多的高能原子，就可以释放出大能量，可用来产生激光作用。

（ 8 ）自由电子激光器这类激光器比其他类型更适于产生很大功率的辐射。它的工作机制与众不同，它从加速器中获得几千万伏高能调整电子束，经周期磁场，形成不同能态的能级，产生受激辐射。

光分为可见光和不可见光:是根据人的肉眼是否能看到来划分的。光的可见与不可见与光（或者说电磁波，光就是电磁波）的波长有关系，人眼能看到的电磁波的波长范围是400nm 到760nm，400nm左右的是紫色光，小于这个波长的人眼就看不到了，是紫外线。760nm 附件的是红色光，波长大于这个范围，人眼也感觉不到也就是红外线。

波长为380—780nm的电磁波为可见光。可见光透过三棱镜可以呈现出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的光谱。红色光波最长，640—780nm；紫色光波最短，380—430nm。

红640—780nm

橙640—610nm

黄610—530nm

绿505—525nm

蓝505—470nm

紫470—380nm

肉眼看得见的是电磁波中很短的一段，从0.4-0.76微米这部分称为可见光。可见光经三棱镜分光后，成为一条由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的光带，这光带称为光谱。其中红光波长最长，紫光波长最短，其它各色光的波长则依次介于其间。波长长于红光的(>0.76微米)有红外线有无线电波；波长短于紫色光的(<0.4微米)有紫外线

常见的可见光有:红光、紫光

常用的是：红外和紫外，红外的如：YAG灯泵浦，CO2，半导体侧面/端面泵浦，光纤

激光依据释放能量的方式可分为：连续和脉冲激光，连续激光是以稳定、连续的光束释放出能量，如二氧化碳、CW光纤激光器。脉冲激光的能量是以脉冲的形式释放的，即激光能量在一个固定的（也有可调节的）时间内（脉冲宽度）释放出来（称为一个脉冲），而每个脉冲之间的时间是可控的，依据脉冲宽度，此类激光又可分为长脉冲激光（脉宽为毫秒级）和短脉冲激光（脉宽为纳秒级），近年又出现了皮秒激光(1皮秒等于一万亿分之一秒(10E-12秒)。

激光脉冲:指的是脉冲工作方式的激光器发出的一个光脉冲，简单的说，好比手电筒的工作一样，一直合上按钮就是连续工作，合上开关立刻又关掉就是发出了一个“光脉冲”。

SCAPS打标卡功能介绍：

1. USB1.1-

2.0与ＰＣ连接，实时计算激光及振镜信号，在线网格校正

2. 适用于几乎所有激光器（８位数字及2.5V/5V/10V模拟输出）