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固体激光器的特性与应用
- 2019-03-11-

  用固体激光材料作为作业物质的激光器。作业介质是在作为基质材料的晶体或玻璃中均匀掺入少数激活离子。例如:在钇铝石榴石(YAG)晶体中掺入三价钕离子的激光器可发射波长为1050纳米的近红外激光。

  固体激光器具有体积小、使用方便、输出功率大的特色。固体激光器一般接连功率在100瓦以上,脉冲峰值功率可高达109 W。但由于作业介质的制备较复杂,所以价格较贵。

  固体激光器可作大能量和高功率相干光源。红宝石脉冲激光器的输出能量可达千焦耳级。经调Q和多级放大的钕玻璃激光体系的最高脉冲功率达10瓦。钇铝石榴石连续激光器的输出功率达百瓦级,多级串接可达千瓦。

  固体激光器运用Q开关技能(电光调制),能够得到纳秒至百纳秒级的短脉冲,选用锁模技能可得到皮秒至百皮秒量级的超短脉冲。

  由于作业物质的光学不均匀性等原因,一般固体激光器的输出为多模。若选用光学均匀性好的作业物质和采取精心设计谐振腔等技能措施,可得到光束发散角挨近衍射极限的基横模(TEM00)激光,还可取得单纵模激光。

  固体激光器在军事、加工、医疗和科学研究领域有广泛的用途。它常用于测距、盯梢、制导、打孔、切割和焊接、半导体资料退火、电子器件微加工、大气检测、光谱研究、外科和眼科手术、等离子体确诊、脉冲全息照相以及激光核聚变等方面。固体激光器还用作可调谐染料激光器的鼓励源。

  固体激光器的发展趋势是资料和器件的多样化,包含寻求新波长和作业波长可调谐的新作业物质,进步激光器的转化功率,增大输出功率,改善光束质量,压缩脉冲宽度,进步可靠性和延长作业寿数等。

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