固体激光器预燃电路的分析与设计
激光器件4-固体激光器设计
29
等曲率半径腔
W1,22
R
L 2R
1 2 L
W02
2
[L(2R
L)]1
2
当R>>L
W1,22
W02
RL 1 2
2
共心腔 L=R1+R2 等曲率共焦腔腔
W2 1,2
W02 0
W1,2
R
1
π
α0
rR rL
lL lR
dα]
待求
E为总光能
§2.2.1 聚光腔
dα (lR lL )dθ
BA
dα
lL
α
13
ηge
1 π
[α0
π α0
rR rL
lL lR
dα]
1 π [α0
rR rL
θ0 ]
lR
dθ
待求
θ
§2.2.1 聚光腔
P0点的确定
P0
lL F α0
lR
θ0
F’
14
lL lR 2a
§2.2.1 聚光腔
1
聚光腔的作用
从泵浦光源发出的辐射能传输到激光工作物质上的效率，在 很大程度上决定了激光系统的总效率，聚光腔除了给泵浦光 源和工作物质之间提供良好耦合之外，还决定激光物质上泵 浦光密度的分布，从而影响到输出光束的均匀性、发散度和 光学畸变。由于激光工作物质和泵浦灯都安装在聚光腔内， 合理设计聚光腔是决定固体激光器工作性能的重要条件之一。 但并不是所有的固体激光器都需要聚光腔。
固体激光器光路设计_激光原理课程设计报告
WORD文档下载可编辑激光原理与技术课程设计课题名称：固体激光器光路设计与计算专业班级： 2011级光信息学生学号： ********** 学生姓名：学生成绩：指导教师： ******** 课题工作时间： 2014.6.4 至 2014.6.13武汉工程大学教务处侧泵激光器腔长480mm，输出镜曲率半径为5m，聚焦透镜离输出镜焦距为45mm，计算经聚焦以后的激光光斑直径。
用Matlab软件计算输出（用Q参数方法计算，写出Matlab程序）前言 (9)第一章半导体泵浦激光器原理和应用 (9)1.1 激光原理 (10)1.2 半导体泵浦激光器的应用 (11)第二章激光器的设计过程 (12)2.1 半导体泵浦激光器设计方案 (12)2.2 激光器的设计图 (12)2.3 计算聚焦后激光光斑直径 (13)2.4 聚焦透镜焦距与光斑半径的关系 (15)第三章总结 (17)参考文献 (17)激光是二十世纪最重大、最实用的发明之一。
1917年爱因斯坦提出受激辐射理论，1958年12月肖洛和汤斯发明激光原理，1960年7月梅曼制成世界第一台红宝石激光器。
激光具有方向性好、亮度高、单色性好、相干性好等特点，应用领域十分广泛。
半导体泵浦532nm绿光激光器具有波长短、光子能量高、在水中传输距离远和人眼敏感等优点，效率高、寿命长、体积小、可靠性好。
近几年在光谱技术、激光医学、信息存储、彩色打印、水下通讯、激光技术等科学研究及国民经济许多领域中展示出极为重要的应用，成为各国研究的重点。
自第一台红宝石激光器问世，固体激光器就一直占据了激光器发展的主导地位，特别是在20 直占据了激光器发展的主导地位，特别是在20 世纪80 世纪80 年代出现的半导体激光器以及在此基础上出现的全固化固体激光器更因为体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好和寿命长等优点，逐渐成为光电行业中最具发展前途的领域。
目前世界范围内销售的商品固体激光器已有500 余种，但从1998 已有500 余种，但从1998 年开始，固体激光器中的Nd:YAG 中的Nd:YAG 激光器的市场占有率和销售额已升为第一位。
一种LD泵浦固体激光器电源的设计
• 一种LD泵浦固休激光器电源的设计来自：中国电子市场网时间：2006年09月13日国浏览509次摘要：半导体LD泵浦固体激光器对电源要求很高，需要电源具有慢启动和微机控制激光功率的功能，同时应具有抗电网浪涌疔I芒号卍申出庄」¥和滤除噪声以及保护等功能。
文章介绍了这种新型LD激光器电源的电路原理和微控制程序。
半导体二极管LD泵浦固体激光器（以下简称LD激光器）以其发热少、光泵耦合方便、结构设计简单，安装灵活方便、工作稳定、牢固耐用等优点被广泛应用在激光血管内照射血液（ILLLI ）治疗仪中作为激光泵浦源。
但是，这种LD激光器在电路装配或工作过程中易受电压、电流或静电荷浪涌的冲击而造成损坏。
同时，由于这种LD激光器不能承受电流突变的浪涌冲击。
因此，对使用功能不完善的简单电源LD激光器来说，在每次开机时，必须在接电源后，再慢慢地将激光器的工作电流调到需要的适当值。
而每次关机时，又必须先将激光器的工作电流慢慢地调到零，然后再关闭电源。
这对激光器的工作很不安全，也给ILLLI激光血疗仪的使用带来极大的不便。
为此，要设计一个好的LD激光器电源，就必须保证LD激光器能在各种类型的浪涌冲击情况下安全工，包括LD激光电源的任意开启和关闭。
因此，新型半导体激光器的电源除了具有一定的电源稳定输出，还应针对LD激光器的安全工作的特殊要求，在电源电路中设计一系列的保护措施。
1 LD激光器电源的慢启动电路为使LD激光电源任意开启和关闭而不损坏，可以在LD激光使电源电路中安排一个慢启动电路，以使电源开启和关闭时 LD 激 光器的正向电流iF 可以 随时间缓慢变化，从而保 证LD 激光器不因电源开 启和关闭而损坏。
其慢启图中，Vi 为输入直流稳定电压， K 闭合表示电源开启的 Vi 接入瞬间。
RC 为充电电路，随着电容 C 上充电电压的上升（负值）， PNP 型三极管T1由截止进入导通状态，直至饱和导通。
由于电感L 有减缓电流增长速度的作用，而T2的导通电流可同时提供给 LD 激光器作供电电流iF ,因此流过LD 激光器的供电电流也必 然是慢速增加的。
自锁模固体激光器自启动理论研究的开题报告
自锁模固体激光器自启动理论研究的开题报告一、研究背景及意义固体激光器是目前激光加工和科学研究领域中广泛应用的激光器种类之一。
其具有高功率、高效率、高重复频率等优点，被广泛应用于材料加工、医疗、通信、军事等领域。
其中自锁模固体激光器以其具有窄带宽、高功率、高稳定性等优点，成为目前固体激光器应用的热点之一。
然而，固体激光器在实际应用中，其自启动是一个重要的问题。
自启动是指在没有外部调谐装置（如波长选择器）的情况下，激光器自行调谐产生激射脉冲。
而自锁模固体激光器自启动的理论研究和实际应用却相对较少。
因此，开展自锁模固体激光器自启动理论研究，对于推动固体激光器在实际应用中的发展具有重要意义。
二、研究内容本研究拟对自锁模固体激光器自启动进行理论研究，具体内容包括以下几个方面：1.自锁模固体激光器原理分析通过分析自锁模固体激光器的结构和工作原理，了解其自启动的来源以及自锁模现象的形成机制。
2.数学模型建立建立自锁模固体激光器自启动的数学模型，并进行数学分析。
3.理论仿真基于所建立的数学模型，通过理论仿真，研究自锁模固体激光器自启动的特性，并研究相关参数对其影响规律。
4.实验验证在上述理论研究的基础上，进一步开展实验验证，对所得到的理论结果进行验证和分析。
三、研究方法本研究将采用数学建模和理论仿真相结合的方法，具体包括以下几个步骤：1.通过理论分析，基于本领域已有的研究成果，建立自锁模固体激光器自启动的数学模型。
2.在建立的数学模型基础上，采用 Matlab 等计算机软件，进行数值模拟和理论仿真，分析自锁模固体激光器自启动的特性和参数对其影响的规律，并得出结论和推理。
3.根据理论分析及理论仿真结果，设计并开展实验验证，进一步验证理论结果。
四、预期成果本研究预期取得如下成果：1.建立自锁模固体激光器自启动的数学模型。
2.通过理论仿真研究自锁模固体激光器自启动的特性、影响因素和规律，并得出结论和推理。
3.在理论研究的基础上，设计并开展实验验证，进一步验证理论结果。
固体激光器设计
谐振腔 增益介质
全反 射镜
激励能源
部分 反射镜 (99)
第二节 光与物质相互作用理论
一、 激光产生与传播基础
1、原子的自发辐射、受激吸收与受激辐射。
Ⅰ 自发辐射：处于高能级E2的一个原子自发的
向低能级E1跃迁，并发出一个能量为hν＝ E2-E1的光子，这种过程称为自发跃迁，由 自发辐射跃迁发出的光波称为自发辐射。自 发过程如右图：
2
, 0
g
0 , 0
2
称谱线宽度
（一）、均匀加宽的线型函数
均匀加宽特点：即每一个发光原子对光谱线内任一频
率都有贡献。每个原子具有相同原子线形和频率响
应。包括自然加宽，碰撞加宽和晶格振动加宽。
Ⅰ自然加宽：受激原子在激发态上具有有限寿命，这
一 因素造成了原子跃迁谱线的加宽叫自然加宽。
3、谱线的线型函数
由于各种因素影响，自发辐射并不是单
色的而是分布在中心频率 ν = E2 - E1 / h
附近一个很小的频率范围内这叫谱线加
宽.由于谱线加宽，自发辐射的功率不再
集中在频率 E2 E1 / h上而 应表示为频
率函数 p 。为区别变量 和辐射的中 心频率E2 E1 / h ，令E2 E1 / h 0。并以
• LD端面泵浦蓝光激光器（荧光谱线为946nm， Z型腔）；
• LD侧面泵浦红光激光器（荧光谱线为 1342nm，直腔）；
• LD侧面泵浦蓝光激光器（荧光谱线为 946nm，直腔）；
• LD侧面泵浦绿光激光器（荧光谱线为 1064nm，直腔）；
具体工作
选择激光晶体、倍频晶体，给出镀膜参数；
激光二极管泵浦的固体激光器研究的开题报告
激光二极管泵浦的固体激光器研究的开题报告标题：激光二极管泵浦的固体激光器研究摘要：激光技术已经广泛应用于实际生产中，而激光器作为产生激光的核心装置，则是各种激光应用领域中的基础设施。
由于传统的行波管、气浸式和其他一些激光器的缺点，固体激光器作为其中的一种，具有很好的应用前景，越来越引起人们的关注。
本文主要研究的是激光二极管泵浦的固体激光器技术，并将固体激光器与其他激光器相比较，分析其优点和不足，对其应用前景进行展望。
关键词：激光二极管泵浦；固体激光器；应用前景1. 研究背景激光二极管泵浦的固体激光器技术是近年来的研究热点之一。
随着半导体激光器的不断进步，激光二极管泵浦的固体激光器技术得到了快速发展。
与传统的行波管、气浸式和其他一些激光器相比，固体激光器具有噪声小、寿命长、能量稳定等优点，被广泛应用于激光打印、加工、检测、医疗等领域。
2. 研究内容本文主要研究的内容包括：(1) 激光二极管泵浦的固体激光器工作原理。
(2) 固体激光器的优点和不足与传统激光器进行比较。
(3) 固体激光器的发展现状及应用前景。
3. 研究方法本文采用文献调研和实验研究相结合的方法，通过对固体激光器的工作原理、性能、应用情况进行调研和分析，结合实验研究数据，分析激光二极管泵浦的固体激光器在不同应用领域的优缺点和发展前景。
4. 预期结果通过对激光二极管泵浦的固体激光器的研究，我们将得到：(1) 固体激光器的工作原理和性能参数。
(2) 固体激光器与传统激光器的比较和优劣分析。
(3) 固体激光器在激光打印、加工、医疗等领域的应用前景。
5. 研究意义激光二极管泵浦的固体激光器技术的研究对于推进激光器产业的发展和提高激光设备的性能有着重要意义。
本文的研究结论将为固体激光器的应用提供理论基础和技术支持，为相关领域的研究提供参考和借鉴。
固体火箭发动机激光点火系统
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,’终端点火装置的装药，能被能量较小的激光 引发产生动作，且对外界的环境不敏感。
"’# 激光能生成系统 "’激光器及辅助元件的选择 固体激光器和半导体激光器工作阈值较低，能
极为重要的，在光纤端面存在一定尺寸的金属或其
它物质粒子将导致激光能量损耗、区域性吸收热量
并产生热应力，当足够大时，热导应力也能损坏光
纤。
由理论分析，要求光纤表面最大的缺陷尺寸不
应超过传输激光波长的%,,倍。对于点火系统所 用激光波长为%!,2"* 而言，对应的最大缺陷几何 尺寸应小于,!%,2**。 !!! 点火装置
检测光纤，穿过窗口到达接收装置，通过所得的吸 只要将多个半导体激光器进行集成，即可提高激光
收光谱来判断系统的完整性和可靠性。
器的输出功率。
还有一 种 检 测 方 法 是 将 一 个 碲（(859"3）蓝 色 闪光灯放置在光纤的末端，从这一点上俯视光纤，
#’激光输出脉冲宽度的选择 根据热点火理论，点火药剂只要在较短时间内
第%(卷 第%期
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#############################################################
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2021固体激光电源的混合集成设计与应用分析范文1
2021固体激光电源的混合集成设计与应用分析范文 摘要： 随着激光设备的更新换代，激光电源芯片、模块的集成度日益提高，要关注和探讨固体激光电源的混合集成化设计和应用，采用200kHz的恒流变换器充电电路、双基极单结晶体管BT33FJ信号源电路和基于表面安装技术（SMT）设计的控制电路，以提高固体激光电源的小型化、集成化应用。
关键词： 固体;激光; 电源; 集成; 为了实现固体激光电源的小型化、集成化，要进行固体激光电源的混合集成化设计和应用，并引入表面安装技术（SMT）,在封装技术的支撑下将原有的分立电路改造为混合集成电路，从而实现固体激光电源的小型化、集成化应用。
1、固体激光电源概述 固体激光电源系统涵盖有充放电电路、触发预燃电路及控制电路等，主要采用脉冲供电的方式，在接入输入电压的前提下，氙灯的预燃电路开始工作，其他电路尚未进入到工作状态，待氙灯运行稳定之后，控制电路接收到信号开始工作，控制整个固体激光电源系统，使充电电路进入工作状态，由逆变器对储能电容器进行充电，当其充至预定值时，则会通过封锁信号关闭逆变器，再由储能电容器对负载放电，使YAG产生激光。
2、固体激光电源的混合集成设计与应用分析 固体激光电源系统中的充电电路、放电电路、预燃电路和控制电路采用分立设计的方法，为电源的混合集成创造条件，考虑到变压器、电感等磁性元件的集成工艺相对复杂，为此要在封装技术的依托和应用下，进行充电电路的功率元件和控制电路中磁性元件以外器件的集成，总体集成方案的思路为：采用既有的元件设计控制驱动电路，而功率电路则采用未封装的VMOS芯片，并进行VMOS芯片的线路设计和工艺设计，不断提高集成模块电路的性能，避免内部结构的寄生参数和电磁干扰等问题。
2.1、内部电路的设计和应用 要设计合理有效的内部电路，采用软开关技术进行模块内部电路的设计，采用中大功率直流变换领域运用较多的电路拓扑形式，实现模块的小型化和集成化设计，有效增大系统功率密度，降低开关损耗和噪声干扰，提高模块的整体性能。
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：
激光器件4-固体激光器的设计
lL
lR
rL
rL'
rL
(
lR lL
)
rL'
§2.2.1 聚光腔
9
P0点灯像半径等于棒半径
rL' rR P0
α0
θ0
§2.2.1 聚光腔
0 α α0
rL' rR
P2
10
ηp 1
αθ
p为棒接收经P点反射光能的比例
§2.2.1 聚光腔
α α0 rL' rR
P1
11
ηp
37
稳定条件
G参数
0
(a0
b0 R1
)( d 0
b0 R2
)
1
G1
a0
b0 R1
G2
d0
b0 R2
0 G1G2 1
P1
b0
[
G2
1
]2
G1 (1 G1G2 )
P2
b0
[
G2
(1
G1 G1G2
)
]
1 2
12
P1
22
P2
021
P1R12 P12 R12
R1
R2
§2.2.2 谐振腔参数的选择与设计
稳区图
g2
g1
1
L R1
g2
1
L R2
33 g1
镜面1上的等相位面曲率半径 R1' R1
镜面2上的等相位面曲率半径 镜面1上的基模光斑半径 镜面2上的基模光斑半径
一种新型固体激光器的设计
一种新型固体激光器的设计曹三松;王莉;黄燕琳【摘要】为了满足远距离光与物质相互作用机理研究的需要,提出了一台激光输出平均功率100 W、脉冲重复频率1 kHz、脉冲宽度小于20 ns的固体激光器设计方案.对其技术方案及参数进行了理论分析和计算,结果表明,这是一种可满足实际应用、成本低、技术先进的新型固体激光器.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2015(045)009【总页数】5页(P1049-1053)【关键词】激光器;固体激光器;增益开关;激光放大;激光技术【作者】曹三松;王莉;黄燕琳【作者单位】西南技术物理研究所,四川成都610041;西南技术物理研究所,四川成都610041;西南技术物理研究所,四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】TN248.1高平均功率、短脉冲激光器具有重要的应用需求,在信息技术、生物技术和能源技术等诸多科学研究领域具有特殊的用途,尤其是在宽频带高速通信、敌我别别技术、超远离激光测距、激光雷达等领域。
特别是在光电对抗这一新兴的国防领域,对这种激光器需求更加迫切[1]。
目前有大量的军用光电设备采用光电探测器和激光器作为被动和主动光电传感器,例如激光制导武器、电视制导武器、激光测距机、激光照射器、激光告警机等装备。
用高平均功率、短脉冲的强激光构成干扰系统,对敌方的光电装备实施干扰,使其不能正常工作,可以使我方掌握战场的主动权。
因此,如何开发出满足光电对抗应用要求的高平均功率、短脉冲激光器,是摆在我们面前的一项任务。
另外,在科学研究领域,高平均功率、短脉冲脉冲激光器同样也是一种重要的光源,它可用于需要单光子能量足够大的光与物质相互作用机理分析等基础研究工作。
众所周知,固体激光器以脉冲能量大而著称,但是,在许多实际应用还要求固体激光器的脉冲重复频率高、脉冲宽度窄。
激光器高重频工作优点是可以在短时间内获取更大的信息量,进行高速电光采样和信息处理。
激光器的脉冲宽度窄,相应地激光峰值功率就高,这对于光与物质相互作用等研究领域,是非常看重的。
固体激光器设计范文
固体激光器设计范文固体激光器是一种使用固体材料作为活性介质产生激光的装置。
它具有体积小、能耗低、寿命长、功率高、光束质量好等优点，因此在工业、医疗、科研等领域得到广泛应用。
固体激光器的设计要考虑活性介质的选择、激发源的设计、光路的设计等多个方面。
下面将详细介绍固体激光器的设计。
首先是活性介质的选择。
固体激光器的活性介质是产生激光的核心部分，它通常是含有掺杂物的固体材料。
活性介质的选择应综合考虑多个因素，包括波长范围、激光功率要求、光束质量要求等。
常用的活性介质包括Nd:YAG、Nd:YVO4、Cr:YAG等。
其中，Nd:YAG是最常用的活性介质，具有较大的抽运截面积和较高的热导率，适用于高功率输出。
其次是激发源的设计。
固体激光器的激发源通常是高功率二极管激光器。
激发源的设计要考虑其功率输出和波长选择等因素。
为了获得更高的效率和更稳定的输出，可以采用多个二极管进行并联激发。
另外，为了保证较高的光电转换效率，还可以采用功率稳定器和温度控制器对激发源进行控制。
然后是光路的设计。
固体激光器的光路设计很重要，它直接影响到激光输出的质量和功率。
光路设计要尽量减小光损耗和光束质量的损害。
常用的光路设计包括折反射光路和共焦光路。
折反射光路通过使用多个光学元件进行光路设计，可以减小光损耗。
共焦光路通过采用多个球面透镜，可以减小光束质量的损害。
最后是冷却系统的设计。
固体激光器在工作过程中会产生大量的热量，为了保证激光输出的稳定性和延长活性介质的寿命，需要设计合适的冷却系统。
常用的冷却方式有自然对流冷却和水冷却两种。
自然对流冷却适用于功率较低的激光器，而水冷却适用于功率较高的激光器。
冷却系统的设计要考虑冷却液的流量、温度控制等因素。
总之，固体激光器的设计涉及到活性介质的选择、激发源的设计、光路的设计以及冷却系统的设计等多个方面。
通过合理的设计，可以实现高效率、高功率和高质量的激光输出。
医用固体激光器脉冲式强预燃系统控制电路设计
输 出电流 反馈 ， 可 以称 为 电 流外 控 制 环 是 通 也 过 控制 芯 片 中的误 差 比较器 实现 的 ， 我们 将 误 差 比 较 器接 成负 反馈 的形 式 。通 过 误 差 比较 器 和 Ｐ ＷＭ 比较器 的 共 同 作 用 来 实 现 电 流 外 环 的 自动 控 制 。
环 使输 出跟 随 给 定 ， 到设 计 所 要 求 的 电 流 ， 且 达 并
通 过误 差 比较器 使 输 出 电流 稳 定 于 设 计 要求 ； 系 在
Ｖｏ ｌ Ｎｏ． ２ ｌ７ ２
Ｎｏ ｖ．２ ７ ００
⑥
２０ Ｓｉ Ｔｃ．ｎｎ． ０７ ｃ ｅｈＥ ｇｇ ．
医 用 固体 激 光 器 脉 冲 式 强 预燃 系统 控 制 电路 设 计
王振 华 叶志生 撒 昱 高春轩 马 聪 高惠敏
（ 天津大学精密仪器与光 电子工程学院 ， 天津 ３ ０ ７ ） ０ ０ ２
流预燃状态 。能够在 闪光灯 被高压触 发后 ， 电极 的 灯
直流 电压 迅 速 过 渡 到 ６０—７０Ｖ， 提供 １０—８ ０ ０ 并 ０ ０
ｍ Ａ直流预燃 电流 ；３ 脉 冲强 预燃 状态 。通 过 Ｉ Ｂ （） ＧＴ
斩波器 开关 同步信号控制预燃 电路 ， 使其 提供脉 宽为 １０ｉ 、 为 １ ２Ａ的脉 冲强 预燃 电流 。 ０ ｓ峰值 ｘ —
图 ２ 预燃 电路 逆 变 电路 拓 扑
维普资讯
２ ２期
王振华 ， ： 等 医用 固体激光器脉 冲式 强预燃系统控制 电路设计
５ ０ ９３
２ 控制 系统设 计
如上 所述 ， 于控制驱动 电路 要产生 合适 的全桥 基 移 相控制 信 号 、 用 芯 片少 以及外 围 电路 简单 等 要 应 求， 我们选用 了 Ｔ 公 司推 出的 Ｕ Ｃ ８５芯 片 。并 且 Ｉ Ｃ ３９
固体激光器综合实验资料
实验一固体激光器综合实验一. 主要功能和特点此套系统适用于光信息科学与技术、电子科学与技术、应用物理等相关专业。
可测量阈值、转换效率，倍频效率等参量，开设电光调Q ，选模等实验。
使学生全面了解激光原理和激光技术，掌握电光调Q 系统的调试方法。
电光调Q 固体脉冲激光器外罩机壳，整体美观大方，并可保护内部装置。
系统结构紧凑，采用内置三角导轨，具有良好的稳定性。
所有器件均采用标准件，互换性强，并且都可以拆卸，便于学生动手装调。
本装置的准直光源采用650nmLD 代替传统的He-Ne 激光器，具有体积小、使用安全、调节方便、光强可调等优点。
本装置采用脉冲氙灯泵浦Nd 3+:YAG 输出1064nm 激光，经倍频后可以输出532nm 激光。
采用P KD *电光晶体进行电光调Q ，可实现ns 级脉宽激光的输出。
二: 实验原理（一）: 激光原理简介 1：激光原理（1）自发辐射根据已知的理论，原子只能存在分立的能态，处在不同能态的原子具有不同的能量。
若原子处于内部能量最低的能量状态，称此原子处于基态，其它比基态能量高的状态，都叫做激发态。
在热平衡时，材料中处于下能态的原子数远比上能态的多，电磁波与其发生作用，能使原子从低能级上升到高能级。
这种原子在两个能级之间的变化叫做跃迁。
可以说，处于基态的原子，从外界吸收能量以后，将跃迁到能量较高的激发态。
在高能态上的原子是不稳定的，它总是力图使自己处于最低的能量状态；即使在没有任何外界作用的情况下，它也有可能从高能态2E 跃迁到低能态并把相应的能量释放出来。
这种在没有外界作用的情况下，原子从高能态向低能态的跃迁方式有两种：一种是在跃迁过程中，释放的能量以热量的形式放出，这称为无辐射跃迁；另一种跃迁过程中，释放出的能量是通过光辐射的形式放出，这称为自发辐射跃迁。
辐射的光子能量满足波尔关系：γh E E 12=- 1 （1.1）图2.1 自发辐射图2.2 受激吸收图2.3受激辐射原子自发辐射的特点是原子的自发辐射几率A21只与原子本身性质有关，与外界辐射场无关。
激光原理固体实验报告
1. 理解激光的产生原理，掌握固体激光器的工作机制。
2. 熟悉固体激光器的基本组成及其工作过程。
3. 学习使用激光器进行实验操作，观察激光输出特性。
二、实验原理激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）是一种通过受激辐射原理产生的高亮度、单色性好、方向性强的光。
固体激光器是利用固体激光材料作为工作物质的激光器，具有体积小、使用方便、输出功率大等特点。
固体激光器的工作原理如下：1. 激活离子吸收外界能量（如光、电、声等）后，从低能态跃迁到高能态，形成激发态。
2. 激发态的粒子是不稳定的，会自发地回到低能态，同时发出光子，称为自发辐射。
3. 当有外来光子与激发态粒子相遇时，激发态粒子会受激发射，产生与入射光子位相、频率和方向一致的光子，从而实现光的放大。
4. 激光器中的谐振腔使光在激光工作物质中多次往返，光子与激发态粒子发生受激辐射，使光强度不断放大。
三、实验仪器与材料1. 固体激光器（如红宝石激光器）2. 激光功率计3. 激光探测器4. 光谱分析仪5. 激光工作物质（如红宝石晶体）6. 反射镜片7. 光学支架1. 将固体激光器安装在光学支架上，确保激光器稳定。
2. 将激光功率计和激光探测器分别连接到激光器输出端和探测器位置。
3. 打开激光器电源，调节工作物质和反射镜片，使激光输出稳定。
4. 观察激光功率计和激光探测器显示的激光功率和光强。
5. 使用光谱分析仪分析激光光谱，观察激光的波长和线宽。
6. 改变激光器的工作条件，如工作物质温度、泵浦功率等，观察激光输出特性的变化。
五、实验结果与分析1. 激光功率和光强：实验过程中，激光功率计和激光探测器显示的激光功率和光强稳定，说明激光器工作正常。
2. 激光光谱：光谱分析仪显示的激光光谱呈现红宝石激光特有的红色谱线，波长约为694.3nm，线宽较窄，说明激光单色性好。
3. 激光输出特性：改变工作物质温度和泵浦功率，观察激光功率和光强的变化。
医用激光器闪光灯的准谐振触发预燃技术
医用激光器闪光灯的准谐振触发预燃技术马聪;叶志生;张贵忠;任国权;撒昱【摘要】为限制Nd:YAG激光器闪光灯抽运源在触发预燃时的功耗和电磁干扰,以符合国家关于医用电气设备对电磁兼容性的要求,研发了准谐振腔体触发预燃技术.由于脉冲变压器的寄生参量无法消除,会在电路中产生复杂的振荡过程.利用这一谐振特性,通过调节触发频率,使之与谐振频率相同,达到准谐振状态点燃闪光灯.实验证明该电路稳定可靠,其峰值电压可降到10kV以下,远低于同类闪光灯触发电压16kV的标称值.结果表明,该电路完全达到了国家关于医用电气设备对电磁兼容性的标准.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2009(033)002【总页数】4页(P191-194)【关键词】激光技术;闪光灯;电磁兼容;准谐振式触发【作者】马聪;叶志生;张贵忠;任国权;撒昱【作者单位】天津大学,精密仪器与光电子工程学院,天津,300072;天津大学,精密仪器与光电子工程学院,天津,300072;天津大学,精密仪器与光电子工程学院,天津,300072;天津大学,精密仪器与光电子工程学院,天津,300072;天津大学,精密仪器与光电子工程学院,天津,300072【正文语种】中文【中图分类】TN78引言闪光灯的抽运通常是由高压触发脉冲来启动，这必然对周围电路产生强烈的电磁干扰。
近几年国家新颁布的医药行业标准中，对医用电气设备的电磁发射和电磁抗扰度都做出了与国际标准接轨的新规定[1]，这对长脉冲Nd∶YAG激光治疗机的闪光灯抽运电源的设计提出了降低电磁干扰的更高要求。
为此作者设计了准谐振式触发预燃电路以降低触发电压，并缩短了其作用时间，实验表明，可有效降低电磁干扰的力度。
1 激光治疗机的抽运原理近些年，YAG激光器以其卓越的性能在激光医疗领域被广泛应用[2]，近期临床研究发现，长脉冲激光能更好地治愈皮肤类疾病，为此作者进行了长脉冲Nd∶YAG 激光器的研制。
目前要使固体激光器按一定频率每次发射长达上百毫秒的大能量长脉冲激光，仍首选闪光灯抽运，而且氪灯线状光谱能更好地与Nd∶YAG的吸收谱相匹配[3]，所以，选用脉冲氪灯作为长脉冲Nd∶YAG激光治疗机的抽运源。
固体激光器预燃电路的分析与设计
固体激光器预燃电路的分析与设计刘铁军;周哲;王旭【摘要】设计和分析了一种固体激光器预燃电路,该电路能有效提高激光电源的电光转换效率,预燃电路采用高压与低压组合供电,电源为近恒流源,高压部分使灯处于稳定辉光放电状态,低压部分提供灯的维持电流,这种高低压电源组合使预燃电路的效率大大提高.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2010(040)004【总页数】3页(P373-375)【关键词】恒流源;预燃电路;负阻特性【作者】刘铁军;周哲;王旭【作者单位】华北光电技术研究所,北京,100015;华北光电技术研究所,北京,100015;华北光电技术研究所,北京,100015【正文语种】中文【中图分类】TN2431 引言目前在采用由气体放电灯放电而形成的高亮度辐射源固体激光器中,激光电源放电电路的电光转换效率对激光器能量输出的高低非常重要,为了提高电光转换效率,减少高压触发电压产生的电磁辐射干扰,提高灯的寿命,在放电电路中一般采取预燃型放电电路。
本文讲述的预燃型放电电路(如图1所示)与一般放电电路不同之处在于,有一附加的直流高低压电源,电路的工作过程如下:当灯点燃并稳定前,电路中高压直流电源部分与上万伏的高压触发脉冲加到灯上后,使灯初始电离,并使灯始终处于稳定的辉光状态;当灯点燃并稳定后,预燃状态的灯处于低阻状态,对放电电路而言,灯将成为一个有限电阻值的负载,低压直流电源部分提供灯的维持电流[1]。
这种高低压电源可采用任何一种整流方式,关键是能给出一定的电压和电流。
为了保证储能器的能量以一定频率向灯供给,在灯与储能器 C1之间接有放电开关 Q1,只要放电回路的开关元件开通,储能器 C1的能量就会向灯放电[2]。
图1 预燃型放电电路2 预燃电路的分析设计通常,气体放电器件在放电电流为 10-3～10 A的区间内,辉光放电和弧光放电具有负阻特性[3],如图2所示。
这段曲线的伏安特性可由下式表示:图2 脉冲灯辉光放电伏安特性式(1)对电流微分[4],就得到电流 I处的动态电阻R′:动态电阻是气体放电灯在负阻区内的一个重要参数,而且动态电阻是负值,因此在这一点是不稳定点。
连续固体激光电源两步预离法
连续固体激光电源两步预离法
邱万兴
【期刊名称】《厦门大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】1992(000)003
【摘要】当前连续固体激光器由于工作物质品质提高、腔体设计和工艺的完善,激光效率已明显提高。
因此,连续固体激光器正向高效,小型化发展。
整机小型化的关键是电源小型化,因为它是整机的体积和重量的最主要部分。
现在,虽然对电源作了大量的改进。
【总页数】1页(P315)
【作者】邱万兴
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】Q6
【相关文献】
1.固体酸连续催化桐油预酯化反应研究 [J], 李连华;吕鹏梅;刘伟伟;袁振宏;王忠铭
2.Buck型连续固体激光电源软开关技术研究 [J], 徐国成;李雨田;陈军伟;关振中
3.连续YAG固体激光器电源的计算机闭环控制 [J], 陈思培;邝能俊
4.大功率半导体激光泵浦固体激光器脉冲电源设计 [J], 赵清林;曹茹茹;王德玉;袁精;李述
5.浓硫酸预蒸馏–连续流动分析法测定固体废物中总氰化物 [J], 纪昳;陆喜红;徐荣
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一
本文讲述 的预燃型放 电电路 （ 如图 １ 所示 ） 与 般 放 电 电路 不 同之 处 在 于 ， 一 附 加 的直 流 高低 有
电路 中高压 直流 电源部 分 与上 万伏 的高 压触发 脉 冲
图 １ 预 燃 型 放 电 电 路
压 电源 ， 电路 的工 作 过 程 如 下 ： 当灯 点 燃 并稳 定 前 ， 加 到灯上 后 ， 使灯初 始 电离 ， 并使 灯始 终 处于稳 定 的 辉 光状态 ； 当灯点燃 并稳 定后 ， 预燃状 态 的灯处 于低 阻状 态 ， 放 电 电路 而 言 ， 将成 为一 个 有 限电阻值 对 灯
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固体激 光 器 预 燃 电路 的分 析 与设 计
刘铁 军 ， 周 哲 ， 王 旭
（ 华北 光 电技 术 研 究 所 ， 京 １０ １ ） 北 ０ ０ ５
摘 要 ： 计和 分析 了一种 固体 激 光器 预 燃 电路 ， 电路 能有 效 提 高 激 光 电源 的 电光 转换 效 设 该 率 ， 燃 电路采 用 高压 与低压 组合 供 电， 预 电源 为近 恒 流源 ， 高压 部 分 使 灯处 于稳 定 辉 光放 电状 态 ， 压部 分提 供 灯 的维 持 电流 ， 种 高低 压 电源组 合使 预燃 电路 的效率 大 大提高 。 低 这
第４ ０卷 第 ４期
２１ ００年 ４月 激来自光 与 红 外 ＬＡＳ ＥＲ ＆ Ｉ ＮＦＲＡＲＥＤ
Ｖｏ ． ０． １ ４ Ｎｏ． ４
Ａｐ ｉ， ０１ ｒｌ ２ ０
文章编号 ：０ １５ ７ （０ ０ ０ －３ ３０ １０ －０ ８ ２ １ ） ４０ ７ －３
・
激光器 技 术 ・
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｏ ｓａ ｕｒｅ ｏ ｒ ｅ； ｉ ｍｅ ｉｃ ｔ ｎ ｇ ｔｖ ｅ ｉｔｎｃ ｈａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓ ｃ ｎ ｔｎｔｃ ｒ ｎｔｓ ｕ ｃ ｓｍ ｒｃｒ ｕｉ； ｅ ａ ｉｅ ｒ ｓｓａ ｅ ｃ ｒ ｃｅ ｉｔｃ
１ 引
言
放 电 开关 Ｑ１只要 放 电 回路 的开 关 元 件 开 通 ， 能 ， 储
器Ｃ １的能量就 会 向灯放 电 。
目 前在采用 由气体放电灯放电而形成的高亮度 辐射源固体激光器中， 激光电源放 电电路 的电光转
换 效率 对激 光器 能 量输 出 的高 低 非 常 重 要 ， 了提 为 高 电光转 换 效率 ， 少 高 压 触 发 电压 产 生 的 电磁 辐 减 射 干扰 ， 提高 灯 的寿命 ， 放 电电路 中一 般采 取预 燃 在
关键 词 ： 流源 ； 恒 预燃 电路 ； 阻特 性 负
中图分 类号 ：Ｎ ４ Ｔ ２３
文献 标识 码 ： Ａ
Ｓ ｍ ｍ ｅ ｉｃ ｉ ｅ ｉ ｎ ｏ ｏ ｉ ｔ ｔ ａ ｅ ｓ ｉ ｒ ｃ ｒ ｕ ｔ ｄ ｓｇ ｆｓ ｌ ｓ ａ ｅ ｌ ｓ ｒ ｄ
ＬＵ Ｔｅｊｎ Ｚ Ｏ ｈ ， Ｉ ｉ－ ， Ｈ Ｕ Ｚ ｅ ＷＡＮ ｕ ｕ ＧＸ
２ 预燃 电路 的分 析设 计
通 常 ， 体 放 电器 件 在放 电 电流 为 １ 一１ 气 Ｏ～ ０Ａ
的区 间内 ， 光 放 电 和 弧 光 放 电 具 有 负 阻特 性 Ｊ 辉 ，
如 图 ２所 示 。
这段 曲线 的伏安 特性 可 由下 式表示 ：