其它激光器课件

其它激光器一准分子激光器定义：常态下为原子，在激发态下能够暂时结合成不稳定分子，叫做受激准分子。准分子激光器的工作物质是准分子气体。以准分子为工作物质的一类气体激光器件。常用相对论电子束（能量大于200千电子伏特）或横向快速脉冲放电来实现激励。当受激态准分子的不稳定分子键断裂而离解成基态原子时，受激态的能量以激光辐射的形式放出。准分子激光器的特点：激发态能级寿命为10^(-8)，基态分子的寿命极短，为10^(-13)，基态可被认为是空的，很容易形成粒子数反转，获得大的增益。第一台准分子激光器于1970年诞生，它利用强电子束激励液态氙，获得氙准分子的激射作用，激光波长为1720埃。随后，气相氙分子以及其它稀有气体准分子，稀有气体氧化物准分子（氧化氪、氧化氙、氧化氩等），金属蒸气-稀有气体准分子（氙化钠等）；稀有气体单卤化物准分子（氟化氙、氟化氩、氟化氪、氯化氙、溴化氙、碘化氙、氯化氪等），金属卤化物准分子（氯化汞、溴化汞等）和金属准分子（钠准分子等）陆续诞生。准分子激光物质具有低能态的排斥性，可以把它有效地抽空，故无低态吸收与能量亏损，粒子数反转很容易，增益大，转换效率高，重复率高，辐射波长短，主要在紫外和真空紫外（少数延伸至可见光）区域振荡，调谐范围较宽。它在分离同位素，紫外光化学，激光光谱学，快速摄影，高分辨率全息术，激光武器，物质结构研究，光通信，遥感，集成光学，非线性光学，农业，医学，生物学以及泵浦可调谐染料激光器等方面已获得比较广泛的应用，而且可望发展成为用于核聚变的激光器件。激光在眼科中的应用已知激光视网膜剥离凝固术(1961年)是开激光医学的先河.目前,在眼科领域中,国内各级医院也广泛利用高能激光手术治疗视网膜剥离、切割虹膜和治疗青光眼等,利用低能激光照射穴位治疗假性近视等各种眼病.打激光，红光所在点为对焦（准分子激光是红外光）二光纤激光器.

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价格比。

光纤激光器的类型（1）稀土类掺杂光纤激光器。掺镨光纤放大器(PDFA,1300nm)、掺铥光纤放大器(TDFA,S带)、掺铒光纤放大器(EDFA,C+L带）(2)光纤非线性效应激光器。半导体激光放大器(SOA)、光纤喇曼放大器(FRA)

（3）单晶光纤激光器。（4）塑科光纤激光器。（5）光纤孤子激光器。（6）光子晶体光纤激光器掺Yb石英光纤的吸收和发射截面

掺镱双包层光纤激光器:

吸收峰：975nm，915nm。发射谱段：975～l200nm

opticalfiber—atransparent,flexiblefilamentmadefromglassorplastic光纤n1n2高锟，华裔物理学家，生于中国上海，祖籍江苏金山（今上海市金山区），拥有英国、美国国籍并持中国香港居民身份，目前在香港和美国加州山景城两地居住。高锟为光纤通讯、电机工程专家，华文媒体誉之为“光纤之父”、普世誉之为“光纤通讯之父”（FatherofFiberOpticCommunications），曾任香港中文大学校长。2009年，与威拉德·博伊尔和乔治·埃尔伍德·史密斯共享诺贝尔物理学奖。光纤通信发明家高锟(左)

1998年在英国接受IEE（Institutionofelectricalengineers）授予的奖章1966年，高锟发表了一篇题为《光频率介质纤维表面波导》的论文光纤之父—高锟美国富兰克林研究所史特活·柏兰亭奖章(1977)英国兰克信托基金会兰克奖(1978)美国电机及电子工程师学会摩理斯·H·利柏曼纪念奖(1978)瑞典艾力松基金会L·M·艾力松国际奖(1979)美国武装部队通讯及电子学会金章奖(1980)美国电机及电子工程师学会亚历山大·格林姆·贝尔奖章(1985)美国马可尼基金会马可尼国际科学家奖(1985)香港中文大学荣誉理学博士(1985)意大利热那亚市哥伦布奖章(1985)日本通讯及计算机促进基金会通讯及计算机奖(1987)英国电机工程师学会法拉第奖章(1989)美国物理学会新材料国际奖(1989)英国塞萨斯大学荣誉理学博士(1990)美国国家工程院院士(1990)日本创价大学荣誉博士(1991)英国格拉兹高大学荣誉工程学博士(1992)

SPIE金章奖(1992)台湾中央研究院院士(1992)英帝国司令勋章(1993)英国达勒姆大学荣誉理学博士(1994)世界工程组织协会杰出工程成就金章(1995)澳大利亚格理斐思大学第一服务荣誉博士(1995)第十二届日本国际赏(1996)清华大学、北京邮电大学名誉教授（1997）

1999年，美国国家工程学会“查尔斯·斯塔克·德雷珀奖”

2000年《新闻周刊》“20世纪亚洲风云人物”，高锟与邓小平共同当选

2006年，香港工程师学会“HKIE金章奖”（TheHKIEGoldMedal）

2009年，诺贝尔物理学奖，表扬“在纤维中传送光以达成光学通讯的开拓成就（forgroundbreakingachievementsconcerningthetransmissionoflightinfibersforopticalcommunication）”

2010年，影响世界华人盛典科学研究类“影响世界华人大奖”“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性成就光纤激光器结构示意图光纤本身最为工作介质，细长，易于散热；腔体结构简单、紧凑，体积小，重量轻，使用方便双包层光纤的结构图双包层光纤结构示意图

结构及泵浦技术边泵浦结构

a.通过在光纤的边表面开一个V型槽来完成。其缺点是需精密控制V型槽和调整架复杂，不宜泵浦多根光纤，与端泵浦类似。B.圆盘式光纤激光器边泵浦结构。可利用高功率泵浦源，得到高功率激光输出。2002年日本某大学报道利用盘式光纤激光器，输出功率达到KW量级。

光纤激光器的边泵浦结构美国IPGPhotonics公司、德国Jena大学的应用物理所和英国Southampton的ORC研制的单根双包层光纤激光器，连续输出功率分别达到135W、150W、1000W、4000W,20000WSupercontinuumGeneration光子晶体光纤激光器光纤激光器光纤激光器光纤激光器光纤激光器光纤激光器超快激光与物质相互作用光子晶体光纤(PCF)包层内排布了微米/纳米量级的小孔，具有可控的带隙特性、色散特性、偏振特性等，这使得它在光传输和非线性光学方面具有很多优异特性。飞秒脉冲传输针对一种空芯PCF，研究发现当飞秒激光耦合进纤芯和包层内的空气孔时，传输模式分别为基模和高阶模式，频谱无明显展宽且损耗较小。频率转换

当飞秒激光入射到空芯PCF包层中不同位置的桥上（桥的尺寸不均匀）时由于脉冲内拉曼散射以及四波混频等效应的作用在光纤中发生了频率转换而产生不同颜色的光。飞秒脉冲在光子晶体光纤中的传输特性定义：其工作物质是自由电子束，不同于普通激光器，它的辐射不是基于原子、分子或离子的束缚电子能级间的跃迁。原理：自由电子激光器是利用运动速度接近光束的自由电子在真空磁场中的周期性摆动产生相干辐射而产生激光。辐射的频率取决于电子的速度。特点：输出的激光波长可在相对宽的范围内连续调谐，调谐范围可从厘米波到X光波段。三自由电子激光器用途：自由电子激光器可连续工作，输出功率几百瓦。也可脉冲式工作，平均最高功率几兆瓦。用于材料科学，医学，表面科学，化学，生物及生命科学等。四X射线激光器

X射线是原子内部壳层的电子跃迁产生的光子，其光子能量非常高目前，最短的X射线波长已达到4.483nm水窗范围（因为水是吸收X射线的，只有在4.483nm附近，水分子有个不吸收区，X射线可顺利通过，损耗很小，故称水窗），由于生物细胞活性组织内均含有很多水份，因此这种波长的X射线激光用于生物学，医学，生命科学的研究。已经用波长4.483nmX射线激光制成了X射线显微镜，并成功地得到了老鼠精子内核的图象，用于DNA在精子细胞内排列的研究。五生物微腔激光器砷化镓基底半导体反射镜量子阱增益区液体中的细胞介质膜反射镜玻璃基底

一种研究活体生物细胞的手段和方法，将一含有被测细胞的液体放在半导体激光器的发光表面，上面覆盖镀有反射膜的玻璃片。细胞置于激光共振腔中，当激光在腔内往返数百次后，细胞中的信息充分被激光发射带出，通过这些信息的识别，由发射激光的脉冲形状，模式，空间分布以及收集到的荧光图象，就可知