人工晶体概要学习教案

1、人工晶体人工晶体(jngt)概要概要第一页，共88页。第1页/共87页第二页，共88页。 激光在产生过程中始终伴随着以下三种状态： a. 受激吸收(xshu)（简称吸收(xshu)）：处于较低能级的粒子在受到外界的激发，吸收(xshu)了能量时，跃迁到与此能量相对应的较高能级。E2E1E2E1自发辐射(z f f sh)光子自发(zf)辐射跃迁 b.自发辐射：粒子受到激发而进入的激发态，不是粒子的稳定状态，如存在着可以接纳粒子的较低能级，即使没有外界作用，粒子也有一定的概率，自发地从高能级激发态（E2）向低能级基态（E1）跃迁，同时辐射出能量为（E2-E1）的光子。受激吸收跃迁E2E1E2E1

2、入射光子激光产生的原理第2页/共87页第三页，共88页。c. 受激辐射(fsh)（激光）: 当频率为=（E2-E1）/h的光子入射时，会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射(fsh)一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子。 受激辐射跃迁 粒子数反转:要想使受激辐射占优势，必须使处在高能级E2的粒子数大于处在低能级E1的粒子数，这种分布正好与平衡态时的粒子分布相反，称为(chn wi)粒子数反转分布，简称粒子数反转，实现粒子数反转是产生激光的必要条件。 E2E1E2E1入射光子受激辐射光子入射光子第3页/共87页第四页，共88页。晶体腔：工作物质，谐振

3、腔，激发源工作物质：使受激辐射成为介质(jizh)中的主导过程，必要条件是在介质(jizh)中造成离子数反转分布，即使介质(jizh)激活。例如：掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）YAG激光晶体。 谐振腔：加强介质(jizh)中的受激辐射，通常由两块与工作介质(jizh)轴线垂直的平面或凹球面反射镜构成。工作介质(jizh)实现了粒子数反转后就能产生光放大。谐振腔的作用是选择频率一定、方向一致的光作最优先的放大，把其它频率和方向的光加以抑制。激发源：要是工作物质成为激活态，需要外界激励作用。一般有光泵式，电激励式，化学式。工作(gngzu)介质（YAG晶体）光源(gungyun)泵电源全反射镜半反

4、射镜激光束第4页/共87页第五页，共88页。激光的产生(chnshng)过程可归纳为：激励能源工作物质全反射镜部分反射镜激光(jgung)产生工作(gngzu)物质光子放大及振荡其它粒子的受激辐射偶然的自发辐射粒子数反转外界激励光学谐振腔第5页/共87页第六页，共88页。第6页/共87页第七页，共88页。第7页/共87页第八页，共88页。第8页/共87页第九页，共88页。吸收(xshu)带亚稳态：3ms基态(j ti)无辐射快速(kui s)跃迁激光跃迁红宝石激光晶体能级图第9页/共87页第十页，共88页。红宝石激光(jgung)晶体第10页/共87页第十一页，共88页。12常用(chn yn

5、)激光晶体第11页/共87页第十二页，共88页。13常用(chn yn)激光晶体第12页/共87页第十三页，共88页。14常用(chn yn)激光晶体第13页/共87页第十四页，共88页。常用(chn yn)激光晶体第14页/共87页第十五页，共88页。掺钕的掺钕的YAG晶晶体体(jngt)常用激光(jgung)晶体第15页/共87页第十六页，共88页。掺钕的钆镓石榴石掺钕的钆镓石榴石晶体晶体(jngt)常用(chn yn)激光晶体第16页/共87页第十七页，共88页。掺掺镱镱的的钒钒酸酸钇钇晶晶体体(jngt)常用激光(jgung)晶体第17页/共87页第十八页，共88页。掺钕的掺钕的YCO

6、B晶体晶体(jngt)常用激光(jgung)晶体第18页/共87页第十九页，共88页。第19页/共87页第二十页，共88页。第20页/共87页第二十一页，共88页。第21页/共87页第二十二页，共88页。激活剂Tl对晶体(jngt)的作用第22页/共87页第二十三页，共88页。激活剂Tl对晶体(jngt)的作用第23页/共87页第二十四页，共88页。激活剂Tl对晶体(jngt)的作用第24页/共87页第二十五页，共88页。激活剂Tl对晶体(jngt)的作用第25页/共87页第二十六页，共88页。氟化钡氟化镧第26页/共87页第二十七页，共88页。第27页/共87页第二十八页，共88页。第28页

7、/共87页第二十九页，共88页。第29页/共87页第三十页，共88页。第30页/共87页第三十一页，共88页。第31页/共87页第三十二页，共88页。第32页/共87页第三十三页，共88页。声光效应的应用 测量最早声光效应仅用于物理性质的测量，如声场的能量分布、声衰减系数、声速的弹性系数以及弹光系数的测量。 光电子激光和超声波技术的发展，使得声光效应在光电子上有广泛的应用。如声光调制器、声光调Q、声光锁模器和声光偏转器。 其他利用声光效应产生的衍射可以改变光束的强度、方向和频率，因而可设计制造光强调制器、光束偏转器和激光Q开关等器件。123声光(shn un)衍射的应用第33页/共87页第三十

8、四页，共88页。第34页/共87页第三十五页，共88页。第35页/共87页第三十六页，共88页。第36页/共87页第三十七页，共88页。第37页/共87页第三十八页，共88页。第38页/共87页第三十九页，共88页。掺钕钇铝石榴石晶体掺钕钇铝石榴石晶体(jngt)第39页/共87页第四十页，共88页。第40页/共87页第四十一页，共88页。第41页/共87页第四十二页，共88页。第42页/共87页第四十三页，共88页。第43页/共87页第四十四页，共88页。第44页/共87页第四十五页，共88页。第45页/共87页第四十六页，共88页。第46页/共87页第四十七页，共88页。第47页/共87页

9、第四十八页，共88页。第48页/共87页第四十九页，共88页。氟化铈氟化铈晶体晶体(jngt)第49页/共87页第五十页，共88页。蓝宝石蓝宝石晶体晶体(jngt)第50页/共87页第五十一页，共88页。第51页/共87页第五十二页，共88页。第52页/共87页第五十三页，共88页。第53页/共87页第五十四页，共88页。第54页/共87页第五十五页，共88页。第55页/共87页第五十六页，共88页。第56页/共87页第五十七页，共88页。第57页/共87页第五十八页，共88页。第58页/共87页第五十九页，共88页。铌酸锶钡铌酸锶钡晶体晶体(jngt)第59页/共87页第六十页，共88页。第

10、60页/共87页第六十一页，共88页。第61页/共87页第六十二页，共88页。大尺寸大尺寸(ch cun)KDP晶晶体体第62页/共87页第六十三页，共88页。第63页/共87页第六十四页，共88页。偏硼酸偏硼酸(pn sun)钡钡(BBO)晶体晶体第64页/共87页第六十五页，共88页。掺砷酸硫酸掺砷酸硫酸(li sun)三甘氨酸三甘氨酸晶体晶体第65页/共87页第六十六页，共88页。人造人造(rnzo)红宝红宝石石 第66页/共87页第六十七页，共88页。人造人造(rnzo)蓝宝蓝宝石石第67页/共87页第六十八页，共88页。人工人工(rngng)水晶水晶 第68页/共87页第六十九页，共

11、88页。第69页/共87页第七十页，共88页。LBO晶体晶体(jngt) KBBF晶体晶体 CBO晶晶体体 第70页/共87页第七十一页，共88页。第71页/共87页第七十二页，共88页。KBBF晶体(jngt)耦合棱镜KBBF晶体(jngt)器件KBBF晶体结构KBBF晶胞(jn bo)结构第72页/共87页第七十三页，共88页。第73页/共87页第七十四页，共88页。第74页/共87页第七十五页，共88页。第75页/共87页第七十六页，共88页。用来三倍频的CBO晶体(jngt)器件CBO晶体第76页/共87页第七十七页，共88页。第77页/共87页第七十八页，共88页。第78页/共87页第七十九页，共88页。KABO-001籽晶方向生长(shngzhng)KABO晶体KABO-110籽晶方向生长(shngzhng)KABO晶体KABO晶体结构KABO晶体生长炉第79页/共87页第八十页，共88页。KTP晶体晶体(jngt) RTP晶体晶体 BGO晶晶体体 第80页/共87页第八十一页，共88页。第81页/共