光谱学完整版本

１．高分辨分子光谱高分辨分子光谱与分子的内部结构密切相关，是研究分子结构的有效方法，可用来研究谱线的精细和超精细分裂、塞曼和斯塔克分裂、光位移、碰撞加宽、碰撞位移等效应。在高分辨分子光谱的实验研究中对光源的要求非常严格，通常要求具有较高的输出功率、非常窄的线宽、宽光谱调谐范围、较好的频率稳定性和自动的电子扫描装置。=1\*GB2⑴中红外光谱测量我们公司代理德国ELS公司的SpectroStar是用VersaDisk-1030固体激光器来泵浦的高功率单频中红外（2-5μm）OPO（SpectroStar），它填补了世界上在该谱段没有高功率单频光源的历史，为从事高分辨率中红外光谱的科研人员提供了有力的科研工具。SpectroStar特点：高功率：输出功率可达几Ｗ（3W@2.954nm）。窄线宽：单频，线宽<10-4cm-1。调谐范围：2-5um（调谐VersaDisk-1030腔内的双折射滤光片）。电子扫描控制：实现波长的扫描，连续扫描范围大约为5cm-1。VersaDisk-1030VersaDisk-10301000-1060nmcw35WSF@1030nm光谱测量OPO光谱测量OPO图１SpectroStar的光谱测量应用图１SpectroStar的光谱测量应用图2SpectroStar的结构设计图2SpectroStar的结构设计=2\*GB2⑵近红外、可见光谱测量我们公司代理的德国RadiantDyes公司的钛宝石/染料单频环行腔激光器非常适合应用于高分辨分子光谱的研究。钛宝石/染料单频环行腔激光器的主要参数：调谐范围（染料）：400-850nm；调谐范围（钛宝石）：700-950nm；线宽：1MHz；频率漂移：100MHz/小时；扫描范围：30GHz；模式：TEM00；偏振：垂直；与竞争对手相比的优势：钛宝石/染料单频环行腔激光腔内的薄厚标准具可以同时使用并单独调节，这是获得优秀光束质量的必要条件。它的数字扫描发生器可以连续地或手动地向长波或者短波调谐。扫描可以停在任意波长，然后继续调谐（连续或手动）。扫描过程用户既可以设置扫描时间，也可以设置扫描速度（1MHz/秒）。参考腔会把任何频率漂移转换成误差信号，高频误差信号反馈给安装在PDT上的折叠腔镜，低频误差信号反馈给布儒斯特窗来控制腔长稳定，因此整个系统的频率稳定性非常好。2．玻色-爱因斯坦凝聚和光镊基本原理：物质不断地冷却下去，接近绝对零度时（-273.16。c）时，所有的玻色子都聚集在同一个量子态上，原子之间不能被区分出来，这种态被称为玻色-爱因斯坦凝聚态（BEC）。因此要实现玻色-爱因斯坦凝聚态就要对物质进行不断的冷却，采用激光冷却的原理是：面向激光运动的原子会吸收激光，由于动量守恒，速度会慢下来，而其他原子不受影响，如果从各个方向照射，原子就会整体安静下来，也就是原子被冷却了。光镊是由一束高度汇聚的激光形成的三维势阱，利用光的力学效应，可以俘获进而操纵微小粒子。在光生物物理研究中，利用激光力学效应产生的皮牛级力，可以非接触无损伤地操纵活细胞，为精确研究细胞的功能提供了有效的方法。在玻色-爱因斯坦凝聚和光镊实验中都要求激光光源具有较高的功率和非常好的光束质量。相关产品：我们公司代理德国ELS公司的连续固体激光器VersaDisk-1030是采用薄片激光技术，冷却和泵浦效率非常高，同时具有高功率输出和高的光束质量，可以实现单频，线偏振和可调谐输出。此外，在进行原子冷却实验时，激光波长要避开原子分子的吸收波长，需要把激光频率调到比原子的吸收频率稍微小一点的位置。实验中的大多数的粒子是在可见波长。因此，VersaDisk输出的1030nm波长连续激光非常适合于进行玻色-爱因斯坦凝聚和光镊实验。VersaDisk-1030激光器的主要参数：波长：1030nm输出功率：5-100W模式：M2<1.1发散角：0.7mrad线宽：<2GHz线偏振：>100:1功率稳定性：<±1.0%3．泵浦钛宝石/染料激光器/OPO=1\*GB2⑴泵浦连续钛宝石/染料激光器基本原理：泵浦源即为实现粒子数反转的外界能量源。传统的钛宝石/染料激光器的泵浦源是采用532nm的Nd:YAG激光器或514.5nm的Ar+激光器。我们公司推出VersaDisk系列515nm的Yb:YAG激光器与它们相比具有很多方面的优势。Yb:YAG作为准三能级结构的晶体，与Nd:YAG晶体相比它的优点如下：具有较低的量子损耗，热承载小（91％量子效率），热透镜效应非常小，几乎可以忽略不计。具有很宽的吸收带宽（18nm），因此对泵浦LD的控温精度要求低。上能级荧光寿命长（1ms），有利于储能发射线宽较宽，可以实现调谐输出。激光发射截面较小（有利于高能量存储）。由于Ti:Sa晶体在515nm处的吸收系数要高于其在532nm处的吸收系数（图1，吸收效率要高18%），所以VersaDisk-515是泵浦Ti:Sa激光器的理想泵浦源。此外，由于515nm的波长短于532nm，所以VersaDisk-515可以更高效地用来泵浦染料激光器。图1钛宝石的吸收和发射谱图1钛宝石的吸收和发射谱相关产品及参数：=1\*GB2⑴VersaDisk-515波长：515nm输出功率：0.5W，2.5W，5W模式：TEM00M2<1.1偏振：>100:1,垂直线宽：<5MHz发散角：0.5mrad光束直径：2.0mm±10%功率稳定度：<±1%=2\*GB2⑵MonoDisk-515波长：515nm输出功率：5W，10W，15W，20W模式：TEM00M2<1.1偏振：>100:1,垂直发散角：0.5mrad光束直径：1.5mm功率稳定度：<±1%=3\*GB2⑶MonoDisk-MP-515波长：515nm输出功率：30W，50W模式：TEM00M2<1.1偏振：>100:1,垂直发散角：0.5mrad光束直径：3mm±10%功率稳定度：<±2%=2\*GB2⑵泵浦脉冲钛宝石／染料激光器选择脉冲钛宝石／染料激光器泵浦源时要注意泵源的参数要求，尤其是波长，最大脉冲能量、脉宽、重复频率、发散角的参数，以便找到您需要的泵浦源。相关产品及参数：我们公司代理的白俄罗斯的LQ系列Nd:YAG激光器，它的输出波长是532nm，Nd:YAG棒横向上的去偏补偿与环行腔结构的传统优点相结合保证了LQ系列具有优秀的光束质量和输出能量。所有的非线性晶体和Pockel盒都安装在带温度控制装置的支架上，放置谐振腔光学部件的光学平台也有温控装置，高精度温控系统确保激光器具有优秀的脉冲-脉冲稳定性和长期稳定性。因此，LQ系列是各种脉冲钛宝石／染料激光器的理想泵浦源。型号LQ529ALQ529BLQ529CLQ829LQ929重复频率（HZ）5,1010,20505,105,10脉冲能量（mJ）28019080550850波长(nm)532脉宽（ns）10--13发散角（mrad）1=3\*GB2⑶泵浦连续光参量振荡器(OPO)VersaDisk-1030可以用来泵浦高功率单频中红外OPO，为从事高分辨率中红外光谱的科研人员提供了有力的科研工具。由于VersaDisk-1030的波长可以在1000nm-1060nm之间调谐，而且可以同时保证高输出功率和窄线宽，因此可以通过只调节VersaDisk-1030的波长来调节OPO的波长。VersaDisk-1030激光器的主要参数：波长：1030nm输出功率：5-100W模式：M2<1.1发散角：0.7mrad线宽：<2GHz线偏振：>100:1功率稳定性：<±1.0%=4\*GB2⑷泵浦脉冲光参量振荡器(OPO)VersaDisk-1030Q激光器是泵浦调Ｑ型OPO的理想光源。VersaDisk-1030Q激光器主要参数波长：1030nm平均输出功率：20W，30W，60W@5KHz的重频重复频率：１KHz-15KHz脉宽：400ns模式：M2<1.5偏振：线偏振，>100:1，水平发散角：2mrad光束直径：2mm±10%线宽：<2GHzLQ系列Nd:YAG激光器的输出波长是532nm、355nm，Nd:YAG棒横向上的去偏补偿与环行腔结构的传统优点相结合保证了LQ系列具有优秀的光束质量和输出能量。所有的非线性晶体和Pockel盒都安装在带温度控制装置的支架上，放置谐振腔光学部件的光学平台也有温控装置，高精度温控系统确保激光器具有优秀的脉冲-脉冲稳定性和长期稳定性。因此，LQ系列是各种脉冲OPO的理想泵浦源。LQ529A、LQ529B、LQ529C激光器主要参数：型号LQ529ALQ529BLQ529C结构单振荡器脉冲重复频率（Hz）510102050脉冲能量（mJ）at532nm

at355nm

280

110

280

100

190

90

190

90

80

40

脉冲宽度（ns）10...13光束直径（mm）865发散角（mrad）~1稳定性3)<±2.5%LQ829、LQ929激光器主要参数：型号LQ829LQ929结构振荡器+放大器脉冲重复频率（Hz）510510脉冲能量（mJ）

at532nm

at355nm

550

200

550

180

850

270

850

270

脉冲宽度（ns）10...13光束直径（mm）89发散角（mrad）~1稳定性3)<±2.5%4．干涉、全息、绝对频率稳定基本原理：全息术是指全部记录，即记录全部信息-振幅和相位。利用激光照相术所产生的全息图上的任一小区域能重现整个物体的象。所以只要保存底片的一小部分碎片就能再现出原来全部的景物，这就是全息的来源。激光的稳频技术是指选择一个稳定的频率参考基准。通过自动伺服反馈系统将激光的输出频率锁定在这个基准上，这样不仅可以使激光的输出频率、功率稳定，而且可以对激光输出线宽进一步地压榨。在激光的干涉、全息和频率稳定应用中，都要求激光光源具有单频、窄线宽、高光束质量和稳定的输出功率等特点。相关产品：我们公司代理一款德国ELS公司的VersaDisk-515固体激光器，它的波长可以调谐并精确地固定在514.5nm，因此可以完全代替氩离子激光器用于全息、干涉、光存储和其他需要单频输出的应用领域，并可以解决氩离子激光器耗水耗电的弊端。在绝对频率稳定应用中，VersaDisk-515可以与外部标准频率源（碘吸收池）锁定在一起，使其线宽小于1MHz，而绝对频率由碘分子的特征谱线决定VersaDisk-515主要参数：波长：515nm输出功率：0.5W，2.5W，5W模式：TEM00M2<1.1偏振：>100:1,垂直线宽：单频，<5MHz发散角：0.5mrad光束直径：2.0mm±10%功率稳定度：<±1%5.切割、打孔、材料微加工、高精度雕刻基本原理：激光切割、雕刻进行的机制是：在激光束能量作用下材料表面被迅速加热到几千乃至上万度而熔化或汽化，随着汽化物逸出和熔融物体被辅助高压气体（氧气或氮气等惰性气体）吹走，切缝或刻缝产生。激光打孔是指被加工的材料吸收高能量的激光，在极短的时间加热到熔化并被蒸发掉的过程。为了获得高质量的孔，应根据激光打孔的一般原理和特点，对影响打孔质量的参数进行分析和了解。这些参数包括：激光脉冲的能量，脉冲宽度，离焦量，脉冲激光的重复频率，被加工材料的性质。

在材料微加工、打孔和高精度雕刻过程中，首先要求被加工的材料能够对激光的波长进行吸收。其次要求激光具有较高的能量和非常好的光束质量，因为当激光具有非常好的光束质量时，光斑经透镜聚焦后能够得到较小的尺寸，这样，照射到材料上的功率密度才能达到打孔或雕刻的要求。相关产品及主要参数：由于VersaDisk-1030同时拥有高功率（最大达100W）和优秀的光束质量（TEM00，线偏振），使得它在印刷工业中可以对清筛辊进行精确的雕刻，而且打出的孔比其它激光器要深而且干净。VersaDisk-1030主要参数：波长：1030nm输出功率：5-100W模式：M2<1.1发散角：0.7mrad线宽：<2GHz线偏振：>100:1功率稳定性：<±1.0%CadiYAG激光器结构紧凑的激光头包括一个线性谐振腔和设计独特的泵浦模，Nd:YAG激光棒被泵浦光均匀照射，因此可以获得均匀一致的M2=5的激光光束。CadiYAG激光器光束的空间光强轮廓是一个十分理想的平顶模式，这对于大多数工业应用来说是一个很大的优点，因为可以很均匀地加工材料。CadiYAG1064-Q主要参数：波长：1064nm功率：12/30/45/75W（10KHz重频）重复频率：0-50KHz脉宽：60ns模式：M2<5发散角：0.8mrad6．光动力治疗基本原理：光动力疗法（PDT）又称光敏疗法，是一种光激发的化学疗法，其原理光敏剂吸收光子的能量跃迁到激发态，受激发的光敏剂将能量传递给氧，产生一些活性氧分子。活性氧分子通过氧化作用来攻击细胞结构。这种损伤可能是细胞膜或蛋白质的氧化损伤。当氧化损伤的积累超过一定的阈值时，细胞便开始死亡。在光动力治疗中，激光的波长、功率密度和能量密度对治疗的效果有很大的影响。激光器的输出功率至少要达到瓦级以上才能达到治疗效果。由于生物体内红细胞的存在和光散射等原因，不同波长的光对组织的穿透深度是不同的。总的来说，波长越长对组织的穿透越深，比如光敏素治疗肿瘤时最适宜波长为630nm，在此波长的光照射下，药物可以被活化，而这一波长的光穿透组织的深度<0.5cm。如果波长是700nm，穿透深度就接近0.8cm。相关产品及技术参数：无论从波长、功率、系统配置还是从光纤配置上来看，我们公司代理的7401和7404系统都是实现光动力治疗的理想光源。7401系统技术参数：

功率：1W/2W@635/650nm,2W/4W@670/690nm中心波长：635/650+/-3nm,670/690+/-10nm输出光纤接口：FC或SMA接口最小光纤直径：400μm/600um

最小光纤数值孔径：0.22

内置驱动电源，温度控制器

可调功率/电流

通过调节温度可实现（2-3nm）波长调节

遥控操作

保修期：1年或者1000小时工作时间（先到为准）7404系统技术参数：

功率：500mW@635/650nm,700mW@670/690nm其他参数与7401系统基本相同。7.塑料焊接、特殊表面热处理、微焊接基本原理：激光焊接的过程是指，当激光束触及材料时，其热量通过热传导传输到工件表面及表面以下更深处。在激光热源的作用下，材料熔化、蒸发、并穿透工件的厚度方向形成狭长空洞，随着激光焊接的进行，小孔沿两工件间的接缝移动，进而形成焊缝。在激光焊接的应用中，要求激光有较高的输出功率。相关产品：=1\*GB2⑴DiodeStar半导体激光器德国ELS公司的高功率半导体激光器系统DiodeStar可以在808/940nm输出5-300W的功率。特别适合于塑料焊接、材料表面的热处理、微焊接等许多工业和科研应用。=2\*GB2⑵FiberStar光纤激光器FiberStar是一款结构紧凑、坚固耐用的连续输出光纤激光器，波长为1085nm，输出10-100W的功率。它抗冲击、震动、灰尘、温度和其他的干扰因素，这种免维护激光器特别适合于环境糟糕的工业应用如材料微加工、微切割、微焊接、雕刻和成像。其光束为高斯分布，m2<1.3，输出光束由一根带保护层的单模光纤传导到加工面。FiberStar激光器使用方便，可以很容易地集成进现有的设备中。8.非线性光学/测速学(PIV)基本原理：非线性光学是研究光与物质的非线性相互作用的一门学科。主要涉及二阶、三阶非线性光学效应，研究内容包括备频、和频、差频、光学参量振荡及四波混频、受激散射、多光子过程等。在非线性光学的研究中，为了实现非线性光学效应，通常要求激光光源具有较高的脉冲能量和高光束质量。PIV的基本工作原理：在流场中布撒大量示踪粒子跟随流场运动（空气中使用固体或者液体小颗粒烟雾，水中