光电子技术2315典型激光器.ppt

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1、典型激光器典型激光器第一页，编辑于星期六：十六点 三十二分。1960年世界上第一台红宝石激光器诞生。第二页，编辑于星期六：十六点 三十二分。梅曼梅曼和世界和世界上第一上第一台台 红红宝石激宝石激光器光器第三页，编辑于星期六：十六点 三十二分。1961年8月我国研制的第一台激光器诞生于中国科学院长春光机所。设计师：王之江研究员第四页，编辑于星期六：十六点 三十二分。中国科学院院士中国科学院院士中国科学院院士中国科学院院士我国著名光学我国著名光学我国著名光学我国著名光学专家专家专家专家王之江王之江先生先生第五页，编辑于星期六：十六点 三十二分。常见激光器概述常见激光器概述第六页，编辑于星期六：十六

2、点 三十二分。按激光工作介质：按激光工作介质：固体激光器固体激光器 (光纤激光器）光纤激光器）气体激光器气体激光器半导体激光器半导体激光器染料激光器染料激光器自由电子激光器自由电子激光器激光器的分类激光器的分类按化学组成：按化学组成：原子激光器原子激光器分子激光器分子激光器离子激光器离子激光器自由电子激光器自由电子激光器准分子激光器准分子激光器已记录到的激光振荡波长有一万种以上。已记录到的激光振荡波长有一万种以上。激光运转方式激光运转方式:连续连续脉冲脉冲单脉冲单脉冲重复频率重复频率准连续准连续激光调制方式激光调制方式自由运转自由运转调调Q锁模锁模第七页，编辑于星期六：十六点 三十二分。1.1

3、.固体激光器固体激光器分为晶体和玻璃两类，在基质材料中掺入激活离分为晶体和玻璃两类，在基质材料中掺入激活离子而制成。子而制成。目目前前已已实实现现激激光光振振荡荡的的不不同同基基质质掺掺杂杂体体系系的的工工作作物物质质有有200多多种种，但但是是，性性能能好好，使使用用广广泛泛的的主主要要有有下面三种。下面三种。（1）钕玻璃激光器）钕玻璃激光器在玻璃中掺入稀土元素钕做工作物质在玻璃中掺入稀土元素钕做工作物质 =1.053 m 由由于于可可获获得得大大体体积积均均匀匀性性良良好好的的钕钕玻玻璃璃，因因而而可可制制成成大大型型器器件件，获得高能量和功率的激光，现已制成输出功率获得高能量和功率的激光

4、，现已制成输出功率1014W激光器。激光器。第八页，编辑于星期六：十六点 三十二分。（2）红宝石激光器）红宝石激光器工作方式：连续、脉冲工作方式：连续、脉冲发发 散散 角角：10-3rad，一般为多模输出；，一般为多模输出；泵浦功率泵浦功率阈值阈值1020%单模单模工作物质：红宝石晶体工作物质：红宝石晶体输出波长：输出波长：输出线宽：输出线宽：（3）掺钕钇铝石榴石（）掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）输出波长：输出波长：=1064nm、914nm、1319nm工作方式：连续、高重复率脉冲工作方式：连续、高重复率脉冲 工作物质：工作物质：YAG晶体内掺进稀土元素钕晶体内掺进稀土元素钕 因可掺进较高浓

5、度的钕，故工作物质单位体积能提供较高的激光因可掺进较高浓度的钕，故工作物质单位体积能提供较高的激光功率，激光器也可作的比较小，若半导体激光器作泵浦源的器件体积功率，激光器也可作的比较小，若半导体激光器作泵浦源的器件体积更小。更小。第九页，编辑于星期六：十六点 三十二分。Applications Spectroscopy 光谱学光谱学Fiber laser research 光纤激光器研究光纤激光器研究Telecommunications research 远程通信研究远程通信研究Semiconductor studies 半导体研究半导体研究（4）连续波可调谐连续波可调谐钛蓝宝石激光器钛蓝宝石

6、激光器 3900S CW Tunable Ti:sapphire Laser输出波长从输出波长从675到到1100nm 由由Ar laser或或LD泵浦泵浦532nm激光器泵浦激光器泵浦TEM00输出功率可达输出功率可达3.5W cwThe high-performance,tunable,solid state IR laser第十页，编辑于星期六：十六点 三十二分。2.2.气体激光器气体激光器 工作物质工作物质:各种混合气体，光学均匀性好。各种混合气体，光学均匀性好。气体激光器在单色性、光束稳定性方面比固体、半导体、气体激光器在单色性、光束稳定性方面比固体、半导体、液体激光器优越。液体激光

7、器优越。谱线已达数千种谱线已达数千种(160nm4mm)工作方式：连续运转（大多数）工作方式：连续运转（大多数）多数气体激光器有瞬时功率不高的弱点。多数气体激光器有瞬时功率不高的弱点。原因：原因：通常气体气压低，单位体积内粒子通常气体气压低，单位体积内粒子 数少。数少。第十一页，编辑于星期六：十六点 三十二分。（1）氦）氦-氖激光器氖激光器工作物质：氦氖混合气体工作物质：氦氖混合气体 激光由氖原子发射，氦气起改善气体放电条件，提激光由氖原子发射，氦气起改善气体放电条件，提高激光器输出功率的作用。高激光器输出功率的作用。输出波长：常用的为输出波长：常用的为 =632.8nm 根据选择的工作条件激

8、光器可以输出近红外、红光、根据选择的工作条件激光器可以输出近红外、红光、黄光、绿光。黄光、绿光。（=3.39m；=1.15m）第十二页，编辑于星期六：十六点 三十二分。（2）CO2 激光器激光器工作物质：工作物质：CO2、He、N2、Xe的混合气体的混合气体 激光由激光由CO2分子发射，其它气体协助改善激光分子发射，其它气体协助改善激光器的工作条件，提高激光器输出功率水平和使用寿器的工作条件，提高激光器输出功率水平和使用寿命。命。输出波长：输出波长：=10.6m CO2 激光器是输出激光器是输出功率最高的气体激光器，功率最高的气体激光器，有连续输出有连续输出50kW；脉；脉冲输出冲输出1012

9、W的激光器。的激光器。第十三页，编辑于星期六：十六点 三十二分。（3）氩离子气体激光器）氩离子气体激光器 输出波长：输出波长：=488nm；=514.5 nm；在可见光区输出功率最高，输出功率从几瓦在可见光区输出功率最高，输出功率从几瓦几百瓦。几百瓦。氩氩/氪离子激光器，氪离子激光器，Stabilite 2017 Argon/Krypton Ion Laser第十四页，编辑于星期六：十六点 三十二分。氦-镉激光器 以镉金属蒸气为发光物质，主要有两条连续谱线，即波长为325nm的紫外辐射和441.6nm的蓝光，典型输出功率分别为125mW和1100mW。主要应用领域包括活字印刷、血细胞计数、集成

10、电路芯片检验及激光诱导荧光实验等。俄罗斯俄罗斯PLASMAPLASMA公司的氦镉公司的氦镉激光器激光器第十五页，编辑于星期六：十六点 三十二分。铜蒸气激光器 一般通过电子碰撞激励，两条主要的工作谱线是波长510.5nm的绿光和578.2nm的黄光，典型脉冲宽度1050nS，重复频率可达100KHz。当前水平一个脉冲的能量为1mJ左右。这就是说，平均功率可达100W，而峰值功率则高达100KW。第十六页，编辑于星期六：十六点 三十二分。氮分子激光器氮分子激光器VSL-337ND-S Nitrogen Laser 脉冲放电激励输出紫外光，峰值功率可达数十兆瓦，脉宽脉冲放电激励输出紫外光，峰值功率可

11、达数十兆瓦，脉宽小于小于10nS，重复频率数十，重复频率数十Hz数千数千Hz，主要用作染料激，主要用作染料激光器的泵浦源，也可用于光谱分析、检测、医学及光化光器的泵浦源，也可用于光谱分析、检测、医学及光化学方面学方面。常见波长：。常见波长：337.1nm、357.7nm（3）氮分子激光器）氮分子激光器 第十七页，编辑于星期六：十六点 三十二分。3.3.半导体激光器半导体激光器 特特点点：体体积积最最小小、重重量量最最轻轻，使使用用寿寿命命长长，有有效使用时间超过效使用时间超过10万小时。万小时。输出波长范围：紫外、可见、红外输出波长范围：紫外、可见、红外输出功率：输出功率：mW、W、kW。由不

12、同组分的半导体材料做成激光有源区和约束区的由不同组分的半导体材料做成激光有源区和约束区的激光器。激光器。第十八页，编辑于星期六：十六点 三十二分。DFB半导体激光器示意图半导体激光器示意图 DBR半导体激光器示意图半导体激光器示意图 第十九页，编辑于星期六：十六点 三十二分。垂直腔面发射半导体激光器（垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）量子级联激光器量子级联激光器(quantum cascade lasers,QCLs)基于电子在半导体量子阱中导带子带间跃迁和声子辅助共振隧穿原理的新型单极半导体器件。第二十页，编辑于星期六：十六点 三十二分。光纤耦合（尾纤型光纤耦合（尾纤型-pigtail

13、package）半导体激光器）半导体激光器件件 ProLite型光纤耦合单发射激光器型光纤耦合单发射激光器第二十一页，编辑于星期六：十六点 三十二分。2、常见激光器工作特性第二十二页，编辑于星期六：十六点 三十二分。基模高斯光束的光束质量因子基模高斯光束的光束质量因子第二十三页，编辑于星期六：十六点 三十二分。1、固体激光器、固体激光器A A、固体激光器基本结构及特性、固体激光器基本结构及特性1.激光工作物质激光工作物质2.泵浦源泵浦源3.聚光腔聚光腔4.谐振腔谐振腔5.冷却系统冷却系统第二十四页，编辑于星期六：十六点 三十二分。固体激光器的能量转换固体激光器的能量转换第二十五页，编辑于星期六

14、：十六点 三十二分。1、红宝石红宝石的基本特性的基本特性Cr3+:Al2O3六方晶系，负单轴晶体六方晶系，负单轴晶体吸收光谱吸收光谱能级结构能级结构掺杂浓度掺杂浓度1.58E19(cm-3)受激辐射截面受激辐射截面2.5E-20(cm2)波长波长694.3nm荧光寿命荧光寿命3.0ms量子效率量子效率0.7谱线线宽谱线线宽11(cm-1)，5.3(埃埃)第二十六页，编辑于星期六：十六点 三十二分。Nd:YAG的基本特性的基本特性Nd3:Y3Al5O12立方晶系，光学各向同性立方晶系，光学各向同性掺杂浓度掺杂浓度1.38E20(cm-3)受激辐射截面受激辐射截面88E-20(cm2)波长波长10

15、64nm荧光寿命荧光寿命230us量子效率量子效率1谱线线宽谱线线宽4.5(埃埃)吸收光谱吸收光谱发射光谱发射光谱第二十七页，编辑于星期六：十六点 三十二分。Emission PumpingTi:Sapphire 钛蓝宝石钛蓝宝石可调谐（可调谐（660-1180nm）第二十八页，编辑于星期六：十六点 三十二分。Er:YAG 其它固体工作物质其它固体工作物质第二十九页，编辑于星期六：十六点 三十二分。2 2、激光二极管、激光二极管第三十页，编辑于星期六：十六点 三十二分。光谱特性光谱特性第三十一页，编辑于星期六：十六点 三十二分。322、气体激光器、气体激光器vCO2激光器激光器vHe-Ne激光

16、器激光器vAr离子激光器离子激光器v准分子激光器准分子激光器第三十二页，编辑于星期六：十六点 三十二分。33CO2激光器激光器v 1 atm 一定压力的一定压力的CO2,N2,He混合的气体分子激光器混合的气体分子激光器v波长波长 9-11um，最常见，最常见10.6umv效率高，功率范围大（几瓦效率高，功率范围大（几瓦几万瓦）几万瓦）v光束质量好光束质量好v运行方式多样，结构多样运行方式多样，结构多样CO2激光器中，加入其中的氦有利于激光下能级抽激光器中，加入其中的氦有利于激光下能级抽空。氮气加入主要在空。氮气加入主要在CO2激光器中起能量传递作用，为激光器中起能量传递作用，为CO2激光上能

17、级粒子数的积累与大功率高效率的激光激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。输出起到强有力的作用。第三十三页，编辑于星期六：十六点 三十二分。34CO2激光器结构图激光器结构图1、激光管，包括：放电管、水冷套管和储气管；、激光管，包括：放电管、水冷套管和储气管；2、光学谐振腔，常用平凹腔，反射镜镀金膜，反射率达、光学谐振腔，常用平凹腔，反射镜镀金膜，反射率达98.8且化且化学性质稳定。学性质稳定。反射镜需要应用透红外光的材料反射镜需要应用透红外光的材料.3、电源及泵浦：封闭式、电源及泵浦：封闭式CO2激光器的放电电流较小，采用冷电极，阴激光器的放电电流较小，采用冷电极，阴

18、极用钼片或镍片做成圆筒状。极用钼片或镍片做成圆筒状。3040mA的工作电流，阴极圆筒的面的工作电流，阴极圆筒的面积积500cm2，不致镜片污染。，不致镜片污染。第三十四页，编辑于星期六：十六点 三十二分。35激励激励或或或或受激辐射受激辐射下能级排空下能级排空(碰撞排空碰撞排空)工作过程工作过程放电，气体电离产生电子放电，气体电离产生电子第三十五页，编辑于星期六：十六点 三十二分。36激光器类型激光器类型v封离型纵向激励封离型纵向激励CO2激光器激光器v高功率轴快流高功率轴快流CO2激光器激光器v高功率横流高功率横流CO2激光器激光器v横向激励高气压横向激励高气压CO2激光器（激光器（TEA）

19、v波导波导CO2激光器激光器运行方式运行方式第三十六页，编辑于星期六：十六点 三十二分。37第三十七页，编辑于星期六：十六点 三十二分。38He-Ne激光器激光器v气体原子激光器气体原子激光器v输出谱线：输出谱线：632.8nm，1.15um，3.39um，以，以632.8nm为最常为最常见。见。v功率在功率在mW级，最大级，最大1Wv光束质量好，发散角可小于光束质量好，发散角可小于1mradv单色性好，带宽可小于单色性好，带宽可小于20Hzv稳定性高稳定性高工作物质：工作物质：He Ne混合气体，体积比混合气体，体积比8：2，少量，少量N2第三十八页，编辑于星期六：十六点 三十二分。39工作

20、过程工作过程形成粒子数反转形成粒子数反转(能级寿命上能级寿命上10-7s:下下10-8s)2、He与电子碰撞与电子碰撞1、放电：、放电：He电离产生电子电离产生电子3、能量共振转移、能量共振转移第三十九页，编辑于星期六：十六点 三十二分。404、受激辐射、受激辐射5、紫外辐射、紫外辐射6、下能级排空、下能级排空 通过通过Ne与管壁的碰撞，管壁与管壁的碰撞，管壁发热放电管很细（发热放电管很细（2-3mm），加大），加大碰撞几率，利于碰撞发生。碰撞几率，利于碰撞发生。第四十页，编辑于星期六：十六点 三十二分。41Ar离子激光器离子激光器v气体离子激光器气体离子激光器v连续工作的氩离子激光器可以有连

21、续工作的氩离子激光器可以有9条蓝绿光谱线。条蓝绿光谱线。主要波长主要波长488nm488nm，514.5nm514.5nmv常见功率几十瓦，最高常见功率几十瓦，最高500W500Wv直流放电泵浦，能量转换效率低直流放电泵浦，能量转换效率低激光跃迁上能级粒子数集聚主要有三种途径：激光跃迁上能级粒子数集聚主要有三种途径：a，基态氩离子与电子碰撞直接激发到，基态氩离子与电子碰撞直接激发到4p态；态；b，先激发到高于，先激发到高于4p的其他能级，的其他能级，然后通过级联辐射跃迁至然后通过级联辐射跃迁至4p；c，基态氩离子激发至低于，基态氩离子激发至低于4p的亚稳态后再的亚稳态后再被激发到被激发到4p。

22、Ar Ion LasersAr Ion Lasers第四十一页，编辑于星期六：十六点 三十二分。42如果使用蓝绿波段高反射的反射镜，则所有这些谱线都会同时出如果使用蓝绿波段高反射的反射镜，则所有这些谱线都会同时出现。通过使用棱镜，可以选择其中某个波长。现。通过使用棱镜，可以选择其中某个波长。如果放电电流足够大，则可能在双电离氩离子上产生激光，光如果放电电流足够大，则可能在双电离氩离子上产生激光，光谱范围位于紫外谱范围位于紫外300-386nm300-386nm。氪离子激光器氪离子激光器与氩离子激光器构造基本相同，激光介质为氪气，其与氩离子激光器构造基本相同，激光介质为氪气，其产生的谱线除了蓝绿

23、光以外在红外和紫外波段都有。产生的谱线除了蓝绿光以外在红外和紫外波段都有。第四十二页，编辑于星期六：十六点 三十二分。43第四十三页，编辑于星期六：十六点 三十二分。44准分子激光器准分子激光器v准分子是一种在激发态结合为分子，在基态离解为原子的不准分子是一种在激发态结合为分子，在基态离解为原子的不稳定缔合物。稳定缔合物。（Excimer）v跃迁发生在束缚的激发态和排斥的基态之间。跃迁发生在束缚的激发态和排斥的基态之间。v高重复率高重复率,可调谐可调谐v量子效率高量子效率高v波长短，紫外到可见区波长短，紫外到可见区v常见准分子激光器如：常见准分子激光器如：KrF：249nm；XeCl：308n

24、m；ArF：193nm。第四十四页，编辑于星期六：十六点 三十二分。45第四十五页，编辑于星期六：十六点 三十二分。463、染料激光器、染料激光器v以某种以某种有机染料有机染料溶解于一定溶剂中作为激活介质的激溶解于一定溶剂中作为激活介质的激光器光器优点：优点：v波长可调谐，调谐范围宽波长可调谐，调谐范围宽v光谱分辨率高光谱分辨率高v结构简单结构简单v价格便宜价格便宜v稳定性差稳定性差若丹明若丹明6G（Rhodamine 6G）溶于甲醇或者乙二醇。溶于甲醇或者乙二醇。第四十六页，编辑于星期六：十六点 三十二分。47将充有染料溶液盒放将充有染料溶液盒放置于激光腔内，提供置于激光腔内，提供泵浦，产生

25、激光。泵浦，产生激光。用光栅代替反射镜。用光栅代替反射镜。激发辐射带宽降低到激发辐射带宽降低到0.5，可以让激光在，可以让激光在整个荧光带范围内调整个荧光带范围内调节。节。泵浦可以用闪光灯来泵浦可以用闪光灯来实现，得到的激光脉实现，得到的激光脉宽宽1ms，峰值功率几，峰值功率几kW，重复频率，重复频率1Hz。也可以用固定波长激也可以用固定波长激光器泵浦。光器泵浦。工作原理工作原理第四十七页，编辑于星期六：十六点 三十二分。484、自由电子激光器、自由电子激光器真空中自由电子通过与泵浦场（周期磁场或电磁场）真空中自由电子通过与泵浦场（周期磁场或电磁场）相互作用产生激光。相互作用产生激光。高功率（

26、高功率（MW）高效率（理论上高效率（理论上50）宽波长调谐范围（原则上从微波到宽波长调谐范围（原则上从微波到X射线）射线）第四十八页，编辑于星期六：十六点 三十二分。49自由电子穿过磁场产生自发辐射，自由电子穿过磁场产生自发辐射，自由电子跟光场的能量转移自由电子跟光场的能量转移自由电子的群聚自由电子的群聚 光波长尺度小团，产生相干辐射光波长尺度小团，产生相干辐射 4、自由电子激光器、自由电子激光器第四十九页，编辑于星期六：十六点 三十二分。50杰斐逊实验室自由电子激光器杰斐逊实验室自由电子激光器第一个自由电子激光器第一个自由电子激光器（IR-Demo）于）于1999 年年8月月调试完毕调试完毕

27、 第五十页，编辑于星期六：十六点 三十二分。51北京自由电子激光装置北京自由电子激光装置(BFEL)是一台基于是一台基于30MeV电子直线射电子直线射频加速器驱动、用热阴极微波电子枪频加速器驱动、用热阴极微波电子枪 和和a铁作为注入器、用平面铁作为注入器、用平面型永磁扭摆铁和光学谐振腔作为光电互作用装置的低增益中远型永磁扭摆铁和光学谐振腔作为光电互作用装置的低增益中远 红外红外(7-19mm)自由电子激光器。自由电子激光器。波形光谱能量波形光谱能量光光传传输输线线光腔准直监控光腔准直监控 第五十一页，编辑于星期六：十六点 三十二分。525、半导体激光器、半导体激光器有源层：有源层：结构中间有一

28、层厚结构中间有一层厚0.10.3 m的窄带隙的窄带隙P型半导体；型半导体；限制层：限制层：两侧分别为宽带隙的两侧分别为宽带隙的P型和型和N型半导体。型半导体。3层半导体置于基片层半导体置于基片(衬底衬底)上，上，谐振腔：谐振腔：前后两个晶体解理面前后两个晶体解理面作为反射镜构成法布里作为反射镜构成法布里-珀罗珀罗(FP)。第五十二页，编辑于星期六：十六点 三十二分。53DH激光器工作原理激光器工作原理施施加加正正向向偏偏压压后后，P层层的的空空穴穴和和N层层的的电电子子注注入入有有源源层层。由由于于限限制制层层的的带带隙隙比比有有源源层层宽宽，注注入入到到有有源源层层的的电电子子和和空空穴穴被

29、被限限制制在在有有源源层内。层内。(a)双异质结构；双异质结构；(b)能带；能带；(c)折射率分布；折射率分布；(d)光功率分布光功率分布 有有源源层层内内电电子子和和空空穴穴形形成成粒粒子子数数反反转转分分布布，只只要要很很小小的的外外加加电电流流，就就可可以以使使电电子子和和空空穴穴浓浓度度增增大大而而提高效益。提高效益。另另一一方方面面，有有源源层层的的折折射射率率比比限限制制层层高高，产产生生的的激激光光被被限限制制在在有有源源区区波波导导内内，因因而而电电/光光转转换换效效率率很很高高，输输出出激激光光的的阈阈值值电电流流很很低低，很很小小的的散散热热体体就就可可以以在在室室温温连连

30、续续工工作。作。第五十三页，编辑于星期六：十六点 三十二分。54半导体激光器的主要特性半导体激光器的主要特性发射波长发射波长GaAlAs/GaAs材料适用于材料适用于0.85 m波段，波段，InGaAsP/InP材料适用于材料适用于1.31.55 m波段。波段。直流驱动时四种不同电流下的输出光谱直流驱动时四种不同电流下的输出光谱GaAlAs DH激光器的光谱特性激光器的光谱特性第五十四页，编辑于星期六：十六点 三十二分。55GaAlAs DH条形激光器的光场条形激光器的光场(b)光强的角分布光强的角分布(a)辐射光束辐射光束第五十五页，编辑于星期六：十六点 三十二分。56分布反馈激光器分布反馈

31、激光器(Distributed Feed Back,DFB)优点：优点：单纵模单纵模 谱线窄，谱线窄，波长稳定性好波长稳定性好 动态谱线好动态谱线好 线性好线性好第五十六页，编辑于星期六：十六点 三十二分。57 通通常常把把光光源源做做成成组组件件，同同时时利利用用热热敏敏电电阻阻和和冷冷却却元元件件进进行温度监测和自动温度控制行温度监测和自动温度控制(ATC)。实际应用中的光源模块实际应用中的光源模块第五十七页，编辑于星期六：十六点 三十二分。586、光纤激光器、光纤激光器光纤激光器的特点：光纤激光器的特点：效率高，阈值低，窄线宽、可调谐、紧凑小巧和高性能的效率高，阈值低，窄线宽、可调谐、紧

32、凑小巧和高性能的价格比。价格比。光纤激光器的类型光纤激光器的类型（1 1）稀土类掺杂光纤激光器）稀土类掺杂光纤激光器（2 2）光纤非线性效应激光器）光纤非线性效应激光器（3 3）单晶光纤激光器）单晶光纤激光器（4 4）塑科光纤激光器）塑科光纤激光器（5 5）光纤孤子激光器）光纤孤子激光器 掺镱双包层光纤激光器掺镱双包层光纤激光器:吸收峰：吸收峰：975nm975nm，915nm915nm。发射谱段：发射谱段：975975l200nm l200nm 第五十八页，编辑于星期六：十六点 三十二分。59增益介质增益介质-工作物质：工作物质：增益介质：增益介质：掺杂稀土离子光纤掺杂稀土离子光纤 稀土元素

33、：稀土元素：钕钕Nd、铒铒Er、镱镱Yb、铥铥Tm、钬钬Ho、钐钐Sm、钍钍Tu第五十九页，编辑于星期六：十六点 三十二分。60掺稀土光纤的光谱特性掺稀土光纤的光谱特性掺钕光纤：掺钕光纤：使用使用800nm、900nm、530nm波波长的泵浦光源，将在长的泵浦光源，将在900nm、1060nm、1350nm波长处得到激波长处得到激光。光。掺铒光纤：掺铒光纤：使用使用800nm、900nm、1480nm、530nm波长的泵浦光源，将在波长的泵浦光源，将在900nm、1060nm、1536nm波长波长处得到激光。掺铒光纤存在最佳处得到激光。掺铒光纤存在最佳光纤长度。光纤长度。第六十页，编辑于星期六

34、：十六点 三十二分。61谐振腔谐振腔结构结构1.Fabry-Perot腔光纤光栅光纤光栅F-P腔腔光纤环形镜光纤环形镜Fabry-Perot腔腔环形镜环形镜泵光泵光掺杂光纤掺杂光纤激光激光剩余剩余泵光泵光第六十一页，编辑于星期六：十六点 三十二分。622.2.环形腔环形腔 光纤光栅滤波器型环形腔掺铒光纤激光器结构图光纤光栅滤波器型环形腔掺铒光纤激光器结构图并列光栅型环形腔掺铒光纤激光器结构图并列光栅型环形腔掺铒光纤激光器结构图第六十二页，编辑于星期六：十六点 三十二分。63双包层光纤激光器双包层光纤激光器双包层光纤结构示意图双包层光纤结构示意图纤芯：纤芯：由掺稀土元素的由掺稀土元素的SiO2构

35、成，它作为激光振荡的通道，对相构成，它作为激光振荡的通道，对相应波长为单模；应波长为单模；内包层：内包层：内包层由横向尺寸和数值孔径比纤芯大的多、折射率比内包层由横向尺寸和数值孔径比纤芯大的多、折射率比纤芯小的纯纤芯小的纯SiO2构成，它是泵光通道，对泵光波长是多模的；构成，它是泵光通道，对泵光波长是多模的；外包层：外包层：外包层由折射率比内包层小的软塑材料构成；外包层由折射率比内包层小的软塑材料构成；保护层：保护层：最外层由硬塑材料包围，构成光纤的保护层。最外层由硬塑材料包围，构成光纤的保护层。第六十三页，编辑于星期六：十六点 三十二分。64双包层光纤结构：提高泵浦光的吸收效率双包层光纤结构：提高泵浦光的吸收效率第六十四页，编辑于星期六：十六点 三十二分。65双包层光纤激光器双包层光纤激光器结构结构第六十五页，编辑于星期六：十六点 三十二分。66Feasibility test of high power scaling第六十六页，编辑于星期六：十六点 三十二分。67结结 束束第六十七页，编辑于星期六：十六点 三十二分。