紫外激光器研究进展及其关键技术
紫外激光器研究进展及其关键技术
黄川 2120160620
摘要：本文详细介绍了利用LD泵浦的紫外激光器产生紫外激光的非线性原理，并在此基础上介绍了在全固态紫外激光器中用到的倍频晶体的种类和各自的应用场景；介绍了近年来高功率固体紫外激光器研制的国内外进展情况，最后展望了高功率全固体紫外激光器研制的未来。
关键词：紫外激光；非线性光学；相位匹配
1、引言
因为紫外激光具有的短波长和高光子的能量特点，所以紫外激光在工业领域内具有非常广泛的应用。在工业微加工领域内，相较于红外激光的热熔过程，紫外激光加工时的“冷蚀效应”可以使加工的尺寸更小，达到提高加工精度的目的。另外，紫外激光器在生物技术，医疗设备加工，大气探测等领域也有广泛的应用。
一般而言，可以将紫外激光器划分为三类：固体紫外激光器，气体紫外激光器，半导体紫外激光器。其中固体紫外激光器应用最为广泛的是激光二极管泵浦全固态激光器。而利用激光二极管抽运的固体UV激光器相较于其他类型的紫外激光器而言，具有效率高，性能可靠，硬件结构简单的特点，因此应用最为广泛，基于LD抽运的全固态UV激光器也得到了迅猛的发展。
在实际的应用当中，实现紫外连续激光输出的方法一般是利用晶体材料的非线性效应实现变频的方法来产生。产生全固态紫外激光的方法一般有两种：一是直接对全固体激光器进行3倍频或4倍频来得到紫外激光；另一种方法是先利用倍频技术得到二次谐波，然后再利用和频技术得到紫外激光。相较于前一种方法，后者利用的是二次非线性极化率，其转换效率要高很多。最常见的是通过三倍频和四倍频技术产生355nm和266nm的紫外激光。下文将简单介绍紫外激光产生的非线性原理。
2、非线性频率转换原理
2.1 介质的非线性极化
激光作用在非线性介质上会引起介质的非线性极化，这是激光频率变换的非线性基础。在单色的电磁波作用下，介质的内部原子，离子等不会发生本征能级的跃迁，但是这些离子的电荷分布以及运动状态都会发生一些变化，引起光感应的电
偶极矩，这个电偶极矩作为新的辐射源辐射电磁波。
一般来说，我们用介质的电极化矢量P描述介质的极化，在入射光较弱的情况下，P与入射光场E成线性关系：
（2-1）
为真空中的介电常数。
其中，E为电场强度，χ(1)为线性极化系数，ε
如果入射光强很大时，电极化矢量P与电场强度E不再成简单的线性关系，而是呈现出一种非线性关系：
（2-2）上式中，χ(2)，χ(3)分别为为二阶非线性极化率和三级非线性极化率。非线性极化项的引入会导致广播的频率发生改变。在这里假设有两书入射光，光波方程如下所示：
当两束光入射到介质上，会引起介质的非线性极化，产生的极化强度为：
由于电场强度具有二次项，因此会引入很多新的频率成分。
从上式可以看出，上述的频率成分中包括倍频，和频，差频等。因此当不同频率的两束光波入射到非线性介质上时，极化产生的光波中不仅包括基频光，还存在倍频，和频以及差频的成分。下面简述了光倍频和和频，差频的原理。2.2 非线性晶体选择
非线性是实现激光非线性频率变换的物质基础，满足实际应用场景的非线性晶体应该具备几个条件：透明波段宽，有效非线性光学习书大，最佳相位匹配角恰当，性能稳定，大的接收角度以及大带宽，生长工艺简单，价格较低。基于这些条件下，非线性晶体也得到了广泛的研究。下面介绍几种常用的高功率紫外激光非线性晶体。
2.2.1 LBO晶体
LBO(LiB
3O
5
)晶体是由中科院研制的一种新型非线性光学晶体。属于正交晶系，
负双轴晶体。这种晶体具有不易潮解，透明波段范围宽的特点，其光学均匀性高，接受角度宽，离散角小，激光损伤阈值高，可以实现非临界相位匹配，因此被广泛应用于和频和差频等领域。
2.2.2 BBO晶体
BBO（BaB
2O
4
）晶体是中科院研发的一种激光晶体。该晶体具有大的双折射效
率以及较低的色散，具有较高的激光损伤阈值，相位匹配范围宽，温度稳定性好，接收角较小，而相对的离散角大，因其轻微的潮解特性通常需要镀膜保护。同样广泛应用于紫外激光倍频，三倍频以及四倍频等。
2.2.3 CLBO晶体
CLBO（CsLiB
6O
10
）晶体是由日本大阪大学研制的一种优良的紫外激光非线性晶体。
该晶体属四方晶系，负单轴晶体，相对于LBO和BBO晶体而言，CLBO警惕的生长较为容易，但是同样具有易潮解的特点，因此需要长期保存在温度高的干燥环境下或者是密封使用，因此在商业领域中还没有得到应用。
2.2.4 CBO晶体
CBO(CsB
3O
5
)晶体是中科院研制的一种紫外激光非线性晶体。这种晶体具有激光损
伤高阈值的特点，并且较高的透过率，其非线性光学系数相较于其他类型的晶体而言较大同时离散角较小，满足紫外激光频率变换的基本条件，但是目前还没有在商业领域内广泛投入使用。
2.2.5 KBBF晶体
KBBF（KBe
2BO
3
F
2
）晶体是中科院研制的一种性能优异的非线性晶体，负单
轴晶体。其紫外透光范围宽，可以输出六倍频深紫外激光，在实现深紫外激光输出的领域中具有非常重要的应用前景、
2.3 非线性频率变换方式
倍频有两种方式：腔内倍频以及腔外倍频。
腔内倍频是顾名思义是晶体置于腔内的倍频方式，腔内倍频的方式相对而言可以获得较高的转换效率。腔内倍频的方式对非线性晶体具有一定的要求，倍频晶体需要具有好的光学均匀性，较高的透过率以及良好的导热性，同时要求采用适当的方式来进行温控。
另一种倍频方式腔外倍频是将晶体放在谐振腔外进行倍频的方式。在这种倍频方式中，可以通过调Q来提高倍频转换效率。当激光脉冲的长度越短，其产生的峰值功率密度越高，因此采用小的光脉冲宽度会提高倍频转换效率。
3、全固态紫外激光器的研究进展
产生全固态紫外激光的方法一般有两种：一是直接对全固体激光器进行3倍频或4倍频来得到紫外激光；另一种方法是先利用倍频技术得到二次谐波，然后再利用和频技术得到紫外激光。相较于前一种方法，后者利用的是二次非线性极化率，其转换效率要高很多。而目前市场研发的全固态紫外激光器主要才用的是后一种方式，产生355nm和266nm的激光，下文中将重点介绍这两种紫外激光器的发展现状。
3.1 355nm全固态紫外激光器
2001年，美国Spectra-physics公司采用LD双端面抽运，腔内倍频的方式，采用Nd：YVO
4
双棒串接作为基频源，采样I类和II类相位匹配的LBO作为三倍频以及和频晶体，在104W的功率条件下，获得了功率为12W，脉宽为17-75ns 的355nm紫外激光输出。
2005年，中科院理化研究所和物理研究合作研发了一套紫外激光器。才用的是外腔倍频的方式，利用LBO作为倍频晶体，CBO作为三倍频晶体，其中CBO 晶体才用的是II类相位匹配，通过140W，70ns的基频光波和频，获得了最高输
出位17W的355nm的紫外激光输出，比同尺寸的LBO晶体拥有更好的性能，但是其转换效率略低，约为12%。
的结构，波长为1064nm 2006年，Coherent公司采用同样端面抽运Nd：YVO
4
的基频激光通过放大后输出，利用I类相位匹配LBO倍频产生532nm的倍频激光，该倍频光经过II类相位匹配LBO和频得到355nm的三倍频光输出。最后获得了3最高输出功率为36W，脉宽为31ns的355nm激光，并且具有很高的转换效率，达到了44%。
2008 年，日本大阪大学研发了大于100W的最高输出功率的355nm紫外激光输出。通过利用MOPA结构的Nd：YAG激光器，得到了300W的基频光，。在此基础上，通过I类相位匹配的LBO背叛，II类相位匹配的CBO和频，最后得到了输出功率为103W，脉宽为58ns的355nm紫外激光输出，其转换效率约为34.9%。
2009年，Coherent公司研发了一款平均功率为160W的355nm的紫外激光输出。该激光器为内腔倍频结构，腔内还有两组侧面抽运的Nd：YAG双棒串接，同时腔内插入两个Q开关实现调Q。采用I类非临界相位匹配LBO进行倍频，之后采用II类相位匹配LBO进行和频得到三倍频激光。在2..7KW抽运下，得到了160W平均功率的355nm紫外激光输出。
2010年，山东大学晶体材料国家重点实验室采用LD端面泵浦YAG晶体并通过声光调Q腔内三倍频获得高功率准连续355nm激光输出。在泵浦功率180W 时，获得平均功率7.8W的355nm激光输出，其光一光转化效率为4.3%。
同年，清华大学精密仪器系摩擦学国家重点实验室光子与电子技术研究中心柳强、闰兴鹏等报道了平均功率为43 W，脉冲宽度为10.7 ns，峰值功率和单脉冲能量高达67kW和0.716mJ，激光光束质量MZ<1.5的355nmUV激光。
2012年，华北光电技术研究所采用大功率LD端面泵浦Nd:YV04晶体，声光调Q及腔外和频方式获得稳定的355 nm紫外激光。在泵浦功率为32.3W时，得到15.9 W 1064 nm连续基频激光输出，光一光转化效率49%。在20 kHz调制频率下，得到1.45W 355 nm紫外激光。
3.2 266nm全固态紫外激光器
2000年，日本三菱公司和大阪大学合作研发了输出功率为20W的266nm的紫外激光器。该激光器采用532nm激光器作为基频光，在100W输出功率，80ns 脉宽下，通过I类相位匹配CLBO晶体进行倍频得到266nm紫外激光输出。105.8W
功率的532绿光倍频得到了输出功率为20.5W的266nm的紫外激光输出，其转换效率为19.4%。2003年，同样是该小组利用同样的结构将输出功率提升到了23W。2007年，该小组利用CLBO晶体作为倍频晶体，得到了27.9W输出功率的266nm 紫外激光。
2006年，中科院物理研究所研发了输出功率为28.4W的266nm紫外激光输出。采用功率为120W，脉宽为80ns的532nm绿光激光作为基频光，采用I类相位匹配CLBO晶体倍频，最后得到了输出功率为28.4W的266nm紫外激光输出，转换效率达到了24.7%。
4、总结与展望
随着工业市场对高功率的全固态紫外激光器的性能的需求不断加深，作为其中关键技术部分的新型非线性材料不断涌现，性能也是日新月异，就目前而言，其最高输出功率已经达到了100W的量级，而这个数字同时在不断的刷新。在输出功率不断提高的同时，带来的一些问题也就亟待解决：非线性光学晶体的抗损伤问题，紫外激光的转换效率，光束质量以及光学晶体的寿命等问题。想要进一步提高高功率的全固态紫外激光器的性能，这些问题都是未来的研究工作中必须要解决的。
4、参考文献
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紫外激光器研究进展及其关键技术讲解
紫外激光器研究进展及其关键技术 黄川 2120160620 摘要：本文详细介绍了利用LD泵浦的紫外激光器产生紫外激光的非线性原理，并在此基础上介绍了在全固态紫外激光器中用到的倍频晶体的种类和各自的应用场景；介绍了近年来高功率固体紫外激光器研制的国内外进展情况，最后展望了高功率全固体紫外激光器研制的未来。 关键词：紫外激光；非线性光学；相位匹配 1、引言 因为紫外激光具有的短波长和高光子的能量特点，所以紫外激光在工业领域内具有非常广泛的应用。在工业微加工领域内，相较于红外激光的热熔过程，紫外激光加工时的“冷蚀效应”可以使加工的尺寸更小，达到提高加工精度的目的。另外，紫外激光器在生物技术，医疗设备加工，大气探测等领域也有广泛的应用。 一般而言，可以将紫外激光器划分为三类：固体紫外激光器，气体紫外激光器，半导体紫外激光器。其中固体紫外激光器应用最为广泛的是激光二极管泵浦全固态激光器。而利用激光二极管抽运的固体UV激光器相较于其他类型的紫外激光器而言，具有效率高，性能可靠，硬件结构简单的特点，因此应用最为广泛，基于LD抽运的全固态UV激光器也得到了迅猛的发展。 在实际的应用当中，实现紫外连续激光输出的方法一般是利用晶体材料的非线性效应实现变频的方法来产生。产生全固态紫外激光的方法一般有两种：一是直接对全固体激光器进行3倍频或4倍频来得到紫外激光；另一种方法是先利用倍频技术得到二次谐波，然后再利用和频技术得到紫外激光。相较于前一种方法，后者利用的是二次非线性极化率，其转换效率要高很多。最常见的是通过三倍频和四倍频技术产生355nm和266nm的紫外激光。下文将简单介绍紫外激光产生的非线性原理。 2、非线性频率转换原理 2.1 介质的非线性极化 激光作用在非线性介质上会引起介质的非线性极化，这是激光频率变换的非线性基础。在单色的电磁波作用下，介质的内部原子，离子等不会发生本征能级的跃迁，但是这些离子的电荷分布以及运动状态都会发生一些变化，引起光感应的电偶极矩，这个电偶极矩作为新的辐射源辐射电磁波。
固体激光器原理固体激光器
固体激光器原理-固体激光器 固体激光器发展历程 固体激光器发展历程 固体激光器用固体激光材料作为工作物质的激光器。1960年，梅曼发明的红宝石激光器就是固体激光器，也是世界上第一台激光器。固体激光器一般由激光工作物质、激励源、聚光腔、谐振腔反射镜和电源等部分构成。 这类激光器所采用的固体工作物质，是把具有能产生受激发射作用的金属离子掺入晶体而制成的。在固体中能产生受激发射作用的金属离子主要有三类：(1)过渡金属离子；(2)大多数镧系金属离子；(3)锕系金属离子。这些掺杂到固体基质中的金属离子的主要特点是：
具有比较宽的有效吸收光谱带，深圳市星鸿艺激光科技有限公司专业生产激光打标机，激光焊接机,深圳激光打标机,东莞激光打标机比较高的荧光效率，比较长的荧光寿命和比较窄的荧光谱线，因而易于产生粒子数反转和受激发射。用作晶体类基质的人工晶体主要有：刚玉 、钇铝石榴石、钨酸钙、氟化钙等，以及铝酸钇、铍酸镧等。用作玻璃类基质的主要是优质硅酸盐光学玻璃，例如常用的钡冕玻璃和钙冕玻璃。与晶体基质相比，玻璃基质的主要特点是制备方便和易于获得大尺寸优质材料。对于晶体和玻璃基质的主要要求是：易于掺入起激活作用的发光金属离子；http://具有良好的光谱特性、光学透射率特性和高度的光学均匀性；具有适于长期激光运转的物理和化学特性。晶体激光器以红宝石和掺钕钇铝石榴石为典型代表。玻璃激光器则是以钕玻璃激光器为典型代表。
工作物质 固体激光器的工作物质，由光学透明的晶体或玻璃作为基质材料，掺以激活离子或其他激活物质构成。这种工作物质一般应具有良好的物理－化学性质、窄的荧光谱线、强而宽的吸收带和高的荧光量子效率。 玻璃激光工作物质容易制成均匀的大尺寸材料，可用于高能量或高峰值功率激光器。但其荧光谱线较宽，热性能较差，不适于高平均功率下工作。常见的钕玻璃有硅酸盐、磷酸盐和氟磷酸盐玻璃。80年代初期，研制成功折射率温度系数为负值的钕玻璃，可用于高重复频率的中、小能量激光器。 晶体激光工作物质一般具有良好的热性能和机械性能，窄的荧光谱线，但获得优质大尺寸材料的晶体生长技术复杂。60年代以来已有300种以上掺入各种稀土金属或过渡金属离子氧化物和氟化物晶体实现了激光振荡。常用的激光晶体有红宝石(Cr:Al2O3,波长6943
第一台激光器——红宝石固体激光器
第一台激光器——红宝石固体激光器摘要：本文主要回顾了第一台激光器的研制历程，介绍了红宝石激光器的工作原理和它的发明者梅曼先生。 一、发展历程 1917年，爱因斯坦(Einstein)在气体平衡计算的工作中，发现在自然界存在着两种发光形式:一种是自发辐射，一种是受激辐射。前者指的是自然光的发光形式，而第二种正是产生激光的基础理论。激光的定义就是:“利用辐射的受激辐射实现的光放大”( Light amplification by the stimulated emission of radiation )。爱因斯坦的观点被当时的第一次世界大战的枪炮声所淹没，对于受激辐射这一重妥概念的意义没有被人们及时认识到. 1921年，发明磁控管，从此开始了微波的研究。 1927年，狄拉克(Dirac)根据感应辐射的属性提出创制星子书瞬浮的建议。 1934年，克赖克汤和威廉}i} i}i}于振荡器发现了电磁波和分a:.的相互作用。这是最旱期的电磁波谱学实验。 30年代，一些科学家建立的量子力学理论，使爱因斯坦的这两种发光形式的物理内容得到更为深刻的阐明。同时，近代光谱学的发展，也为激光光的出现奠定了的理论基础. 1944年，扎沃依斯基发现了电子的顺磁共振，打下了对微波波段电子顺磁能级研究的基础. 1945年第二次世界大战结束以后，大扰物理学家问到大学工作，在大学里建起了强大的新设备.他们开始着手进行微波波谱学山研究。当时，韦伯(Webber )、法布里肯特、巴索夫(tacos)和普罗霍洛夫(11po1。二。。)以及汤斯("l}ow'nes)等科学家分别提出了用受激辐射获得放大的设想。这是激光理论发展的重要起点. 1946年在美、英两国几乎同时发现氨谱线中的精细结构和超精细结构。 关于波谱学最显著的成果是发现氢原子谱-的兰姆位移。这是哥伦比亚大学的兰姆( Larnb)和另一同事的共同成果。他们曾具休地论述了观测净受激发射(负吸收)的可能性，明确指出了粒子数反转能够在何种状态实现，并针对一定的入射波，粗略计算了它的增益。 作为激光的物理基础—受激辐射早在1917年就为人所知.可是，从1917年到1950年30多年来，在实验上却一直没有人去证明这个过程的存在.人们以为，要想在小于一亿分之一秒的时间里进行原子受激发射的宏观观察是难于做到的。但在后来激光器制成后.实验工作并不象人们最初所设想的那样艰难。从1940年观察到离子数反转到激光器，这中间仅仅一步之差，可是这“一步”却一直走了20年. 人类对电磁波的利用和无线电技术的发展，使社会和生产急需把这种利用由无线电波段向微波波段扩展，这就导致了微波放大理论及其器件的产生. 1951年，美国的汤斯提出了利用受激辐射获得放大的原理首先获得微波放大的设想.同年，普塞耳(I'urcell)和庞德(Pound)用核磁共振所进行的一次实验，造成了粒子数反转，进一步确认了受激辐射过程，给微波放大器的产生带来了希望。其后，汤斯进行了两年半的艰苦工作，干1953年末和果尔登(Gordon )、
简述气体激光器讲解
简述气体激光器 这是一类以气体为工作物质的激光器。此处所说的气体可以是纯气体，也可以是混合气体；可以是原子气体，也可以是分子气体；还可以是离子气体、金属蒸气等。多数采用高压放电方式泵浦。最常见的有氦-氖激光器、氩离子激光器、二氧化碳激光器、氦-镉激光器和铜蒸气激光器等。氦-氖激光器是最早出现也是最为常见的气体激光器之一。它于1961年由在美国贝尔实验室从事研究工作的伊朗籍学者佳万(Javan)博士及其同事们发明，工作物质为氦、 这是一类以气体为工作物质的激光器。此处所说的气体可以是纯气体，也可以是混合气体；可以是原子气体，也可以是分子气体；还可以是离子气体、金属蒸气等。多数采用高压放电方式泵浦。最常见的有氦-氖激光器、氩离子激光器、二氧化碳激光器、氦-镉激光器和铜蒸气激光器等。 氦-氖激光器是最早出现也是最为常见的气体激光器之一。它于1961年由在美国贝尔实验室从事研究工作的伊朗籍学者佳万(Javan)博士及其同事们发明，工作物质为氦、氖两种气体按一定比例的混合物。根据工作条件的不同，可以输出5种不同波长的激光，而最常用的则是波长为632.8纳米的红光。输出功率在0.5～100毫瓦之间，具有非常好的光束质量。氦-氖激光器是当前应用最为广泛的激光器之一，可用于外科医疗、激光美容、建筑测量、准直指示、照排印刷、激光陀螺等。不少中学的实验室也在用它做演示实验。 比氦-氖激光器晚3年由帕特尔(Patel)发明的二氧化碳激光器是一种能量转换效率较高和输出最强的气体激光器。目前准连续输出已有400千瓦的报导，微秒级脉冲的能量则达到10千焦，经适当聚焦，可以产生1013瓦／米2的功率密度。这些特性使二氧化碳激光器在众多领域得到广泛应用。工业上用于多种材料的加工，包括打孔、切割、焊接、退火、熔合、改性、涂覆等；医学上用于各种外科手术；军事上用于激光测距、激光雷达，乃至定向能武器。 与发明二氧化碳激光器同年，发明了几种惰性气体离子激光器，其中最常见的是氩离子激光器。它以离子态的氩为工作物质，大多数器件以连续方式工作，但也有少量脉冲运转。氩离子激光器可以有35条以上谱线，其中25条是波长在408.9～686.1纳米范围的可见光，10条以上是 275～363.8纳米范围的紫外辐射，并以488.0纳米和514.5纳米的两条谱线为最强，连续输出功率可达100瓦。氩离子激光器的主要应用领域包括眼疾治疗、血细胞计数、平版印刷及作为染料激光器的泵浦源。 1968年发明的氦-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325.0纳米的紫外辐射和441.6纳米的蓝光，典型输出功率分别为1～25毫瓦和1～100毫瓦。主要应用领域包括活字印刷、血细胞计数、集成电路芯片检验及激光诱导荧光实验等。 另一种常见的金属蒸气激光器是1966年发明的铜蒸气激光器。一般通过电子碰撞激励，两条主要的工作谱线是波长510.5纳米的绿光和 578.2纳米的黄光，
紫外激光器研究进展及其关键技术
紫外激光器研究进展及其 关键技术 Last revision on 21 December 2020
紫外激光器研究进展及其关键技术 黄川 摘要：本文详细介绍了利用LD泵浦的紫外激光器产生紫外激光的非线性原理，并在此基础上介绍了在全固态紫外激光器中用到的倍频晶体的种类和各自的应用场景；介绍了近年来高功率固体紫外激光器研制的国内外进展情况，最后展望了高功率全固体紫外激光器研制的未来。 关键词：紫外激光；非线性光学；相位匹配 1、引言 因为紫外激光具有的短波长和高光子的能量特点，所以紫外激光在工业领域内具有非常广泛的应用。在工业微加工领域内，相较于红外激光的热熔过程，紫外激光加工时的“冷蚀效应”可以使加工的尺寸更小，达到提高加工精度的目的。另外，紫外激光器在生物技术，医疗设备加工，大气探测等领域也有广泛的应用。 一般而言，可以将紫外激光器划分为三类：固体紫外激光器，气体紫外激光器，半导体紫外激光器。其中固体紫外激光器应用最为广泛的是激光二极管泵浦全固态激光器。而利用激光二极管抽运的固体UV激光器相较于其他类型的紫外激光器而言，具有效率高，性能可靠，硬件结构简单的特点，因此应用最为广泛，基于LD抽运的全固态UV激光器也得到了迅猛的发展。 在实际的应用当中，实现紫外连续激光输出的方法一般是利用晶体材料的非线性效应实现变频的方法来产生。产生全固态紫外激光的方法一般有两种：一是直接对全固体激光器进行3倍频或4倍频来得到紫外激光；另一种方法是先利用倍频技术得到二次谐波，然后再利用和频技术得到紫外激光。相较于前一种方法，后者利用的是二次非线性极化率，其转换效率要高很多。最常见的是通过三倍频和四倍频技术产生355nm和266nm 的紫外激光。下文将简单介绍紫外激光产生的非线性原理。 2、非线性频率转换原理
激光器的分级标准及激光安全管理讲解
激光器的分级标准及激光安全管理 激光器按波长分各种类型，由于不同波长的激光对人体组织器官伤害不同。因而在各类型的激光器中按其功率输出大小及对人体伤害分以下四级。 第一级激光器：即无害免控激光器。这一级激光器发射的激光，在使用过程中对人体无任何危险，即使用眼睛直视也不会损害眼睛。对这类激光器不需任何控制。 第二级激光器：即低功率激光器。输出激光功率虽低，用眼睛偶尔看一下不至造成眼损伤，但不可长时间直视激光束。否则，眼底细胞受光子作用而损害视网膜。但这类激光对人体皮肤无热损伤。 第三级激光器：即中功率激光器。这种激光器的输出功率如聚焦时，直视光束会造成眼损伤，但将光改变成非聚焦，漫反射的激光一般无危险，这类激光对皮肤尚无热损伤。 第四级激光器：即大功率激光器，此类激光不但其直射光束及镜式反射光束对眼和皮肤损伤，而且损伤相当严重，并且其漫反射光也可能给人眼造成损伤。 根据上述激光器的分级来看，对人眼睛及皮肤损害最大的是第四级激光器。前述了激光对人体的危害，尤其是对眼睛的损伤，其损伤程度可以使眼睛视力降低，甚至完全失明。但这种损伤并非所有量级激光能引起，而是有一最低限度——即致伤阈值，只有当激光能量密度或功率密度超过此阈值时才能对眼睛造成伤害。激光器的级别分类给我们提供了一个安全的参考值。 激光安全管理措施 使用不同级别激光器的管理措施 1．使用第一级激光器的管理 由于第一级激光器是无害免控激光器，因此不需任何控制措施。激光器不必使用警告标记，但须避免不必要长久地直视第一级激光束。 2．第二级激光器的使用安全措施
第二级激光器为低水平激光器，如偶尔照射到人眼还不至于引起伤害，可连续观察激光束时能损伤眼睛。因此，不能长时间地直视激光束，此是对第二级激光器的最重要控制措施。此外，还应该在安放第二级激光器的房门上及激光的外壳及其操作面板上张贴警告标记。3．第三级激光器的使用安全措施 由于第三级激光器是中等功率激光器，可能对眼有损伤，必须对这一级激光器定出措施，确保安全：（1）对操作激光器的工作人员进行教育和培训，使他（她）们明白操作此级激光器时可能出现的潜在危险，并对他（她）们进行恰当的激光安全训练，以及出现危险时紧急处理方法。由于激光对眼睛的损伤均为不可逆性，培训教育了解和掌握激光器的安全运用实属必要。 （2）工程技术管理 管理使用激光器必须由专业（职）人员来进行，未经培训教育人员不得擅自开启使用激光机。如激光器上的触发系统上装设联锁钥匙开关，确保只有用钥匙打开联锁开关以后才能触发启动，拔出钥匙就不能启动。对于安放激光器的房间要有明亮的光线，人在明亮光线的环境中，眼睛的瞳孔缩小，以防在激光光束射入眼睛时可减少透射到视网膜上的进光量。对于安放激光器的高度，激光束路径应避开正常人站立或坐着时的眼睛的水平位置，视轴不能与出光口平行对视。 （3）激光器应严格控制 在存放使用的激光器房间内不要无故地把激光束对准人体，尤其是眼睛。因为激光对眼睛的损伤要恢复极其困难，均为永久性损害，而且每一个人的一生中只有一双眼睛，大家务必时刻牢记，在开动激光器之前，必须告诫现场中人员可能出现的危害，并戴上安全防护眼镜。在有强激光器的工作区内外明显的位置上及激光手术室、实验室的房门上张贴出危险标记。 （4）激光受控区 第三级激光器必须只能在一定的区域内使用激光设备。按一般要求设立门卫及安全的弹簧锁、联锁等，以确保外人与未受保护人员不得进入受控区，即使意外门被打开时，激光器的激励也能立即停止。房间不应透光，以阻止有害
深紫外全固态激光源
文章点评： 深紫外全固态激光源 实用化的深紫外全固态激光设备出现之前，获取小于200nm的深紫外波段，主要依靠同步辐射和气体放电等非相干光源。这些光源虽有波长短、波段宽的优势，但设备造价高昂，而且存在能量分辨率低、光子通量小、密度低等不足，不能满足深紫外波段前沿科学装备发展的需求。深紫外全固态激光器(DUV-DPL) 不仅仪器成本降低、结构紧凑，而且具有更加优异的性能。 许祖彦院士2009年7月在《中国激光》V ol. 36. No. 7发表的“深紫外全固态激光源”一文中，对DUV-DPL的历史、发展和应用进行了详细的描述。他们利用陈创天院士团队在国际上首次生长出的深紫外激光非线性光学晶体KBBF，创新性地提出氟化钙棱镜耦合专利技术，巧妙地克服了KBBF匹配角切割难题，研制成功实用化、精密化的深紫外固态激光源装备，并成功地应用在周兴江博士所研制的深紫外激光高能量分辨、角分辨光电子能谱仪上，引起国际科仪界的强烈关注。全固态深紫外激光器的研制成功，不仅使得我国激光科技研究突破了200nm以下的深紫外壁垒，实现了仪器的实用化、精密化，而且极大推进了我国科研人员在激光科技研究领域的继续深入，促进了我国前沿科学、光电子产业发展，为这一技术研究领域在国际上持续保持优势地位奠定了坚实的基础。 从上述文章发表到今天，正如许院士在文中所预言，DUV-DPL已经拓展出更多的应用。近几年，他们研制了5类共7台应用深紫外全固态激光器的国际首创的大型科学仪器，提供给物理、化学和材料学家。目前，我国科学家已应用该系列装备在光谱学、石墨烯材料、高温超导、拓扑绝缘体、宽禁带半导体和催化剂等领域获得了一系列重要研究成果，使我国深紫外激光领域的科研水平处于国际领先地位。例如: 周兴江博士研发的同时具有自旋分辨和角分辨的深紫外激光光电子能谱仪、光子能量可调谐深紫外激光光电子能谱仪，用来进行电子参数测量，包括电子能量、动量、自旋等；李灿院士研发的深紫外激光拉曼光谱仪，检测范围最低限降至177.3nm，拉曼光谱大大增加；包信和研究员研发的深紫外激光发射电子显微镜，其精确度将提高到5nm；王占国院士研发的深紫外光致发光光谱仪，用于超宽带隙半导体材料方面的研究，使这类新材料的基础参数检测成
运营管控的“大核心”与工程管理的“大关键”
“龙湖是一个可怕的企业。龙湖地产创业者境界很高，做事情非常投入，在重庆发展十多年，始终保持着领先品牌的地位，与其精益求精的态度是分不开的。购房人和业界朋友不妨去看看龙湖地产做的项目，肯定会对龙湖的产品信心大增的。” ——万科集团董事长王石
1、房地产企业董事长、CEO、总经理、副总、总工程师等具有推行企业制度改革权力的决策层。 2、房地产工程总监、项目总监、产品研发、成本、采购、设计、工程、施工管理人员 及业务骨干成员。 黄星富老师睿达顾问高级顾问 职位介绍：原龙湖集团高级经理，龙湖集团运营总监，龙湖集团综合部总监，龙湖集团总经理助理，龙湖集团内部高级讲师。 工作经历：16年的房地产从业经验，5年龙湖集团工作经历，7年房地产企业管理咨询与培训经历。深谙龙湖地产项目运营管控体系，主导龙湖运营从管理型运营管控体系到专业型运营管控体系的跨越，曾多次参与制定龙湖工程管理标准，熟悉房地产开发公司各环节工作流程，对地产开发项目管理有较强的工作能力。曾获龙湖地产“PMO 精英奖”等多个奖项，操作过龙湖多个项目。 第1部分龙湖地产工程管理模式 一、龙湖地产企业经营模式与工程管理 1.龙湖产品复杂性与多样性的发展 2.龙湖地产多项目、跨地域发展对工程管理的影响二、龙湖地产工程管理组织架构与管理特点 1.工程管理架构特点 2.工程部的输入与输出 3.总部对地区公司工程管理的考核体系设计 三、龙湖地产工程管理模式
如有你有帮助，请购买下载，谢谢！ 1.龙湖地产运营管理与项目工程管理的关系 2.项目运营管理提高项目工程管理的成果、效率、质量、风险控制能力 3.开发流程与工程管理 第2部分龙湖地产工程管理“三控” 一、龙湖工程管理进度控制 1.工程计划管理容易出现的问题 2.项目计划管理的概念与框架 3.工程计划管理与施工计划管理的区别 4.集团型地产企业三年计划管理体系 5.龙湖地产工程进度保证体系与重点 6.龙湖地产工程管理保证的合约配合 7.龙湖地产进度控制的基础工作：全项目计划倒排 8.龙湖集团对于工作期量的设定方法 9.龙湖地产工程后期进度管理重点 二、龙湖工程管理质量控制 1.龙湖地产的工程质量管理理念 2.龙湖地产的工程管理策划与研发 3.龙湖地产的工序、检验批质量管理 4.龙湖地产的工程质量细节管理 5.龙湖地产的设计工程质量保障 6.龙湖产品标准化、系列化对工程质量的保障 7.龙湖地产的工程管理规划 8.龙湖地产供方质保体系的输出与管理 9.龙湖地产的工程分户验收管理 10.以方案为例学习龙湖出图和审图要求 11.同路人的管理 12.对龙湖集团工程管理模式的一次宣讲：合同交底 13.龙湖集团如何正确的管理(使用)监理：监理管理办法 14.资料管理方法：施工单位须报送的施工方案目录 15.质量中间控制 16.交房标准 17.成品装饰房后期质量管理专业指导书 18.龙湖分公司工程部竣工交房项目质保期内业主报事整改流程指引 19.工程、营销、物业客户报事处理工作界面 三、龙湖工程管理成本控制
固体激光器原理及应用
固体激光器原理及应用
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编号 赣南师范学院学士学位论 文 固体激光器原理及应用 教学学院物理与电子信息学院 届别2010届 专业电子科学与技术 学号 060803０13 姓名丁志鹏 指导老师邹万芳 完成日期 201０.5.10
目录 摘要 ............................................................................... 错误!未定义书签。关键词 ........................................................................... 错误!未定义书签。Abstract ....................................................................... 错误!未定义书签。Kｅy words ................................................................... 错误!未定义书签。1引用2? 2激光与激光器 ........................................................ 错误!未定义书签。 2.1?激光 ........................................................................ 错误!未定义书签。 2.2激光器 ............................................................... 错误!未定义书签。３?固体激光器 .............................................................. 错误!未定义书签。３．1?工作原理和基本结构 ........................................ 错误!未定义书签。３．2?典型的固体激光器?错误!未定义书签。 ３.３典型固体激光器的比较?错误!未定义书签。 3.4固体激光器的优缺点?错误!未定义书签。 4固体激光器的应用?错误!未定义书签。 4.1?军事国防?错误!未定义书签。 4．2?工业制造?错误!未定义书签。 4.3医疗美容?错误!未定义书签。 5结束语 .................................................................... 错误!未定义书签。参考文献 ....................................................................... 错误!未定义书签。
紫外激光器及其分类
紫外激光的波长短，能量聚集集中，分辨率高，特别是具有“冷加工”的特性，能直接破坏连接物质的化学键，而不产生对外围的加热，因此成为加工脆弱物质的理想工具，并能对多种材料进行打孔、切割、烧蚀，在微加工领域中具有广泛的应用。 紫外激光器主要有三种。 第一种是固态、调Q Nd:YAG激光器，其中特殊的晶体被用来把红外1064 nm 波长的光转变成紫外353 nm波长的光。光束形状是高斯型，所以光斑是圆形的，能量从中心到边缘逐渐下降。由于短波长和光束质量限制，光束可以聚焦的大小在10 μm量级。大体上，像全固化激光器一样，紫外激光器对温度变化是很敏感的。在冷启动后，需要长达30分钟来达到足够的稳定性。因此，这些激光器通常有特殊的待机条件，这样所有关键的元件保持在工作温度。高重复频率和小的聚焦光斑使得激光器很适合进行小尺寸的加工。 第二种紫外激光器是气体激光器，准分子激光器。该激光器的波长依赖于所使用的气体混合物类型（如表格所示）。产生的光束不是圆的而是矩形的，光束截面上强度大体上是一致的，在边缘上忽然下降。可以使用掩膜技术来产生不同的几何形状的光斑。加工的细节可以小到几个微米，而聚焦的光学期间和工件之间的距离可以大到50到100 mm。也可使用全息术来产生具体的光束能量图样。 第三种紫外激光器是金属蒸汽激光器。虽然几种其它金属蒸汽也可以用，但是主要使用铜蒸汽。铜蒸汽激光器产生波长为511 nm和578 nm的辐射。此外，还利用混频和倍频来产生波长为255 nm，271 nm，289 nm的紫外辐射。光束分布是高斯分布，这使得该激光器很适用于和其他固态紫外激光器的一样的适用范围。 和其他类型的激光器一样，紫外激光器适合于一个特定的应用领域。它们很适合用在小尺寸、高质量的场合。该技术也开辟了尚无可用技术的新应用领域。可以肯定的是，将来我们会看到大量我们今天想都没有想过的新应用。与可见可红外激光相比，该技术相对较低的处理率将促使激光器制造商开发具有更高平均功率的激光器。这将降低该技术的成本。
常用激光器简介
几种常用激光器的概述 一、CO2激光器 1、背景 气体激光技术自61年问世以来，发展极为迅速，受到许多国家的极大重视。特别是近两年，以二氧化碳为主体工作物质的分子气体激光器的进展更为神速，已成为气体激光器中最有发展前途的器件。 二氧化碳分子气体激光器不仅工作波长(10.6微米)在大气“窗口”，而且它正向连续波大功率和高效率器件迈进。1961年，Pola-nyi指出了分子的受激振动能级之间获得粒子反转的可能性。在1964年1月美国贝尔电话实验室的C.K.N.Pate 研制出第一支二氧化碳分子气体激光器，输出功率仅为1毫瓦，其效率为0.01%。不到两年，现在该类器件的连续波输出功率高达1200瓦，其效率为17 %，电源激励脉冲输出功率为825瓦，采用Q开关技术已获得50千瓦的脉冲功率输出。最近，有人认为，进一步提高现有的工艺水平，近期可以达到几千瓦的连续波功率输出和30~40% 的效率。 2、工作原理 CO2激光器中，主要的工作物质由CO?，氮气，氦气三种气体组成。其中CO?是产生激光辐射的气体、氮气及氦气为辅助性气体。加入其中的氦，可以加速010能级热弛预过程，因此有利于激光能级100及020的抽空。氮气加入主要在CO?激光器中起能量传递作用，为CO?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。CO?分子激光跃迁能级图CO?激光器的激发条件：放电管中，通常输入几十mA或几百mA的直流电流。放电时，放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。这时受到激发的氮分子便和CO?分子发生碰撞，N2分子把自己的能量传递给CO2分子，CO?分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。 3、特点 二氧化碳分子气体激光器不但具有一般气体激光器的高度相干性和频率稳定性的特点,而且还具有另外三个独有的特点： （1）工作波长处于大气“窗口”，可用于多路远距离通讯和红外雷达。 （2）大功率和高效率( 目前，氩离子激光器最高连续波输出功率为100瓦，其效率为0.17 %，原子激光器的连续波输出功率一般为毫瓦极,其效率约为0.1%，而二氧化碳分子激光器连续波输出功率高达1200瓦,其效率为17%）。 （3）结构简单，使用一般工业气体，操作简单，价格低廉。由此可见,随着研究工作的进展、新技术的使用，输出功率和效率会不断提高,寿命也会不断增长,将会出现一系列新颖的应用。例如大气和宇宙通讯、相干探测和导航、超外
运营管理理论前沿
第四章运营管理理论前沿 第一节约束理论 约束理论概述 约束理论（Theory of Constraints, TOC）是以色列物理学家、企业管理顾问戈德拉特博士(Dr．Eliyahu M．Goldratt)在他开创的优化生产技术(Optimized Production Technology，OPT)基础上发展起来的管理哲理，该理论提出了在制造业经营生产活动中定义和消除制约因素的一些规范化方法，以支持连续改进(Continuous Improvement)。同时TOC也是对MRPII和JIT在观念和方法上的发展。 戈德拉特创立约束理论的目的是想找出各种条件下生产的内在规律，寻求一种分析经营生产问题的科学逻辑思维方式和解决问题的有效方法。可用一句话来表达TOC，即找出妨碍实现系统目标的约束条件，并对它进行消除的系统改善方法。 TOC强调必须把企业看成是一个系统，从整体效益出发来考虑和处理问题，TOC的基本要点如下： 1．企业是一个系统，其目标应当十分明确，那就是在当前和今后为企业获得更多的利润 2．一切妨碍企业实现整体目标的因素都是约束 按照意大利经济学家帕拉图的原理，对系统有重大影响的往往是少数几个约束，为数不多，但至少有一个。约束有各种类型，不仅有物质型的，如市场、物料、能力、资金等，而且还有非物质型的，如后勤及质量保证体系、企业文化和管理体制、规章制度、员工行为规范和工作态度等等，以上这些，也可称为策略性约束。 3．为了衡量实现目标的业绩和效果，TOC打破传统的会计成本概念，提出了三项主要衡量指标，即有效产出、库存和运行费用。TOC认为只能从企业的整体来评价改进的效果，而不能只看局部。库存投资和运行费用虽然可以降低，但是不能降到零以下，只有有效产出才有可能不断增长(见下表)。
紫外激光器研究进展及其关键技术讲解
紫外激光器研究进展及其关键技术 黄川2120160620 摘要：本文详细介绍了利用LD泵浦的紫外激光器产生紫外激光的非线性原理，并在此基础上介绍了在全固态紫外激光器中用到的倍频晶体的种类和各自的应用场景；介绍了近年来高功率固体紫外激光器研制的国内外进展情况，最后展望了高功率全固体紫外激光器研制的未来。 关键词：紫外激光；非线性光学；相位匹配 1、引言 因为紫外激光具有的短波长和高光子的能量特点，所以紫外激光在工业领域内具有非常广泛的应用。在工业微加工领域内，相较于红外激光的热熔过程，紫外激光加工时的“冷蚀效应”可以使加工的尺寸更小，达到提高加工精度的目的。另 外，紫外激光器在生物技术，医疗设备加工，大气探测等领域也有广泛的应用。 一般而言，可以将紫外激光器划分为三类：固体紫外激光器，气体紫外激光器，半导体紫外激光器。其中固体紫外激光器应用最为广泛的是激光二极管泵浦全 固态激光器。而利用激光二极管抽运的固体UV 激光器相较于其他类型的紫外激光器而言，具有效率高，性能可靠，硬件结构简单的特点，因此应用最为广泛，基于LD抽运的全固态UV激光器也得到了迅猛的发展。 在实际的应用当中，实现紫外连续激光输出的方法一般是利用晶体材料的非线性效应实现变频的方法来产生。产生全固态紫外激光的方法一般有两种：一是直接对全固体激光器进行3倍频或4倍频来得到紫外激光；另一种方法是先利用倍频技术得到二次谐波，然后再利用和频技术得到紫外激光。相较于前一种方法，后者利用的是二次非线性极化率，其转换效率要高很多。最常见的是通过三倍频和四倍频技术产生355nm和266nm的紫外激光。下文将简单介绍紫外激光产生的非线性原理。 2、非线性频率转换原理 2.1介质的非线性极化 激光作用在非线性介质上会引起介质的非线性极化，这是激光频率变换的非线性基础。在单色的电磁波作用下，介质的内部原子，离子等不会发生本征能级的跃迁，但是这些离子的电荷分布以及运动状态都会发生一些变化，引起光感应的电偶极矩，这个电偶极矩作为新的辐射源辐射电磁波。
运营管理重点
运营管理重点 第一章 运营管理总目标：如何高效地实现生产何提供服务的过程（效率、效果）。 研究对象：一切组织的三项基本职能（运营、营销、财务） 运营管理是指对社会组织生产、支付产品或是服务的系统进行设计、运行和改进。 运营管理的价值：运营占了企业直接成本的60%—80%，没有成功的运营管理，企业盈利潜力只会背负沉重的负担 第二章 战略：管理者所采取的旨在达成一项或多项组织目标的行动 战略的作用是抓方向和主动权 战略的层次：1：公司层管理者（CEO）——公司层战略2：业务层管理者——业务层战略:3：职能层管理者——职能层战术 战略管理是企业从既定的使命和愿景出发，不断拟定、优化竞争战略，并把战略具体落实于目标，借助于其完整的指标体系实施监控和确保战略目标完成的整个过程及相关决策 战略管理的要素： 企业使命定位、核心价值观 企业愿景 企业战略目标 战略措施（战略活动） 战略衡量指标（财务、客户、员工、流程） 战略实施效果 战略改进 好的战略目标应该包括四个特点： 1、简明、定量（提供标准、指向） 2、切中要害（关注核心问题） 3、既有挑战又有现实性（达到激励的效果） 4、时限的要求（激发紧迫感） 运营战略框架构成： ?顾客需求 ?产品组合（新产品；现有产品） ?竞争要素（质量、价格、交付期、可靠度、柔性） ?企业生产、研发、营销（企业运营能力、供应商运营能力：技术、系统、人） ?企业支持平台（财务管理、人力资源管理、信息管理） 第三章 新产品的概念: 新产品是指在产品特性、材料性能和技术性能等方面具有先进性或是独创性的产品 新产品分类——根据产品改进的程度 1、创新型产品 2、换代新产品 3、改进新产品
固体激光器原理及应用
固体激光器原理及应用 摘要：固体激光器目前是用最广泛的激光器之一，它有着一些非常突出的优点。本论文先从基本原理和结构介绍固体激光器，最后介绍其在监测，检测，制造业，医学，航天等五个方面的应用及未来的发展方向。 关键词：固体激光器基本原理基本结构应用 1激光与激光器 1.1激光 1.1.1激光（LASER） 激光是在 1960 年正式问世的。但是，激光的历史却已有 100多年。确切地说，远在 1893年，在波尔多一所中学任教的物理教师布卢什就已经指出，两面靠近和平行镜子之间反射的黄钠光线随着两面镜子之间距离的变化而变化。他虽然不能解释这一点，但为未来发明激光发现了一个极为重要的现象。 1917年爱因斯坦提出“受激辐射”的概念，奠定了激光的理论基础。激光，又称镭射，英文叫“LASER”，是“Light Amplification by Stimu Iatad Emission of Radiation”的缩写，意思是“受激发射的辐射光放大”。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。 1.1.2产生激光的条件 产生激光有三个必要的条件： 1)有提供放大作用的增益介质作为激光工作物质，其激活粒子（原子、分 子或离子）有适合于产生受激辐射的能级结构； 2)有外界激励源，将下能级的粒子抽运到上能级，使激光上下能级之间产 生粒子数反转； 3)有光学谐振腔，增长激活介质的工作长度，控制光束的传播方向，选择 被放大的受激辐射光频率以提高单色性。 1.1.3激光的特点 与普通意义上的光源相比较，激光主要有四个显著的特点：方向性好、亮度极高、单色性好、相干性好。
紫外激光的刻蚀应用讲解
紫外激光的刻蚀应用 摘要：文章介绍了紫外激光的产生机理，以及紫外激光加工的特点和优势，举例说明了紫外激光刻蚀的应用及优势。 关键词：紫外；激光；刻蚀 随着对小型电子产品和微电子元器件需求的日益增长，紫外激光是加工微电子元器件中被普遍使用的塑料和金属等材料的理想工具。固态激光器最新技术推动了新一代结构紧凑、全固态紫外激光器的发展，从而使之成为这个领域中更经济有效的加工手段。 1、 紫外激光的产生[1-2] 355nm 紫外激光由 1064nm Nd ∶ YAG 激光的三次谐波获得 ,具体技术途径是用二次谐波晶体腔内倍频1064nm 基波产生 532nm 二次谐波, 基波和谐波再经三次谐波晶体腔内混频产生 355nm 三次谐波。 1、1简单理论 三次谐波的产生分为两个部分，在第一个晶体中，部分 1064nm 基波辐射转换为二次谐波(532nm)；接着，在第二个晶体中，未转换的基波辐射与二次谐波和频产生三次谐波。在非线性晶体中混频的方程式为： *1132111exp()2 dE jK E E j k z E dz γ=--??- *2231221exp()2 dE jK E E j k z E dz γ=--??- *3312331exp()2 dE jK E E j k z E dz γ=-??- 此处的 E j 项为以频率 ωj 在 z 方向上传播的波的综合电矢，ω3=ω1+ω2，波 j 的电场是 E j exp(i ωj t-ik j z)的实数部分，相位失配?k =k 3-(k 1+k 2)正比于相位匹配方向上光路的偏离量?θ，γ1 项为吸收系数。对于三倍频，有 ω2=2ω1，ω3=3ω1，K 2≈2K 1，K 3≈3K 1。为了提高倍频效率及和频光的功率输出，我们要尽量满足位相匹配条件：?k =0。令参量 S 为三倍频晶体中二次谐波功率与总功率之比： 22/()S P P P ωωω=+ 如果以 ω 和 2ω 输入的光子匹配为 1:1，则有 P ω+P2ω 及 S=0.67，理论上在小信号近似情况下，输入光束都能转换为三次谐波。 1、2实验装置 实验装置如图 1 所示。Nd:YVO4 晶体采用 a 轴切割，掺钕浓度为1%，尺寸为3mm ×3mm ×2mm ，一面镀1064nm/532nm 双波长高反膜作为输入镜，另一面镀 808nm 增透膜。输出镜 M 曲率半径为 100mm ，凹面镀 1064nm/532nm 高反膜及 355nm 增透膜，平面镀355nm 高透膜。
全固态激光器
全固态激光器全固态激光器（DPL）具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、光束质量高等优点，市场需求十分巨大。全固态激光技术是目前我国在国际上为数不多的从材料源头直到激光系统集成拥有整体优势的高技术领域之一，具备了在部分领域加速发展的良好基础。引言高功率、小型化的全固态蓝绿激光器在海洋探测、水下通信等军事领域或者医学方面都具有重要的地位,这些应用一般都需要高功率蓝绿激光。目前,常用的1064 nm Nd∶Y AG激光器的倍频效率一般只有50%左右[1~4],因此通过提高倍频效率来提高整机的电光效率显得非常重要。如何提高非线性光学频率变换的效率一直是激光技术界的研究热点。David Eimerl[5]提出了正交频率变换的概念受到关注,他们按照正交频率变换的方式使用两块KD*P晶体,对于基波是Nd∶YLF激光输出经掺Nd磷酸盐玻璃放大器放大后的1053 nm激光脉冲,在基波功率密度为200 MW/c…半导体激光泵浦的全固态激光器是20世纪80年代末期出现的新型激光器。全固态激光器的总体效率至少要比灯泵浦高10倍,由于单位输出的热负荷降低，可获取更高的功率，系统寿命和可靠性大约是闪光灯泵浦系统的100倍,因此，半导体激光器泵浦技术为固体激光器注入了新的生机和活力，使全固态激光器同时具有固体激光器和半导体激光器的双重特点，它的出现和逐渐成熟是固体激光器的一场革命，也是固体激光器的发展方向。并且，它已渗透到各个学科领域，例如：激光信息存储与处理、激光材料加工、激光医学及生物学、激光通讯、激光印刷、激光光谱学、激光化学、激光分离同位素、激光核聚变、激光投影显示、激光检测与计量及军用激光技术等，极大地促进了这些领域的技术进步和前所未有的发展。这些交叉技术与学科的出现，大大地推动了传统产业和新兴产业的发展。全固态激光器是其应用技术领域中关键的、基础的核心器件，因此一直倍受关注。近年来，由于大功率半导体激光器迅速发展，促成全固态激光器的研发工作得以卓有成效地展开，并取得了诸多显赫成果。已经确认，传统灯泵浦固体激光器的赖以占据世界激光器市场主导地位的所有运转方式，均可以通过半导体激光器泵浦成功地加以实现。通常应用在激光打标机、激光划片机、激光切割机、激光焊接机、激光去重平衡、激光蚀刻等系统中。由于全固态激光器具有高光电转换效率、高功率、高稳定性、高可靠性、寿命长、体积小等优势，采用全固态激光器已成为激光加工设备的趋势和主流方向。全固态激光器的研发与应用概况近几年，美国、德国、特别是日本都在加大力量发展全固态紫外激光器，特别是中大功率全固态紫外激光器的开发应用。由于1064nm或532nm波长激光对材料的加工主要是产生气化或熔融等热作用，所以加工出的产品往往很难达到精细、光滑，甚至有些材料（如陶瓷、硅片等）在加工时会引起碎裂，因此，全固态紫外激光器在激光微加工、激光精密加工有着广泛推广应用的趋势。目前国外工业发达国家，全固态紫外激光器已开始成为工业用标准激光器。据文献报道：日本M.Nishioka公司已研发出40W的266nm全固态紫外激光器；三菱公司也在市场上推出了18W 355nm 25kHz全固态紫外激光器产品；另外相干公司的A VIV系列激光器已做到在266nm,30kHz时，平均功率大于3W，在355nm,40kHz时，平均功率大于10W；光谱物理公司的YHP-series系列激光器也达到在266nm,20kHz时，平均功率大于1.5W，在355nm,20kHz 时，平均功率大于3.5W；Lightwave electronics公司所推出的Q301-SM激光器也达到了在355nm,10kHz时，平均功率大于10W的技术指标。总体来说，国外全固态紫外激光器技术及应用设备已趋向成熟，但价格昂贵。高功率半导体激光列阵单光纤耦合模块可直接作为光源广泛应用于激光医疗、信息产业、激光加工、国防工业、激光武器和战术装备等领域。作为泵浦光源将是泵浦全固态激光器的核心器件，是一种高光－光转换效率（大于30％）的高功率泵浦全固态激光器的商用半导体激光光源模块，是替代灯泵浦激光器的理想产品。目前，国外半导体激光器单根光纤耦合模块的最高研究水平是耦合进入1个芯径400μm，输出功率200W。耦合进入1根800μm的光纤，输出功率700W；耦合进入1根1.5mm的光纤，输出功率超过2000W。国外出售的单光纤耦合模块产品水平如：Apollo公司产品为
激光器激励原理资料
激光器激励原理 —固体激光器 1311310黄汉青 1311343张旭日辅导老师：
摘要：固体激光器目前是用最广泛的激光器之一，它有着一些非常突出的优点。介绍固体激光器的工作原理及应用，更能够加深对其的了解。本论文先从基本原理和结构介绍固体激光器，接着介绍一些典型的固体激光器，最后介绍其在军事国防、工业技术、医疗美容等三个方面的应用及未来的发展方向。 关键词：固体激光器基本原理基本结构应用 1引用 世界上第一台激光器—红宝石激光器（固体激光器）于1960年7月诞生了，距今已有整整五十年了。在这五十年时间里固体激光的发展与应用研究有了极大的飞跃，并且对人类社会产生了巨大的影响。 固体激光器从其诞生开始至今，一直是备受关注。其输出能量大，峰值功率高，结构紧凑牢固耐用，因此在各方面都得到了广泛的用途，其价值不言而喻。正是由于这些突出的特点，其在工业、国防、医疗、科研等方面得到了广泛的应用，给我们的现实生活带了许多便利。 未来的固体激光器将朝着以下几个方向发展： a)高功率及高能量 b)超短脉冲激光 c)高便携性 d)低成本高质量 现在，激光应用已经遍及光学、医学、原子能、天文、地理、海洋等领域，它标志着新技术革命的发展。诚然，如果将激光发展的历史与电子学及航空发展的历史相比，你不得不意识到现在还是激光发展的早期阶段，更令人激动的美好前景将要来到。 2激光与激光器
2.1激光 2.1.1激光（LASER） 激光的英文名——LASER，是英语词组Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（受激辐射的光放大）的缩写[1]。2.1.2产生激光的条件 产生激光有三个必要的条件[2]： 1)有提供放大作用的增益介质作为激光工作物质，其激活粒子（原子、分子或离子）有适合于产生受激辐射的能级结构； 2)有外界激励源，将下能级的粒子抽运到上能级，使激光上下能级之间产生粒子数反转； 3)有光学谐振腔，增长激活介质的工作长度，控制光束的传播方向，选择被放大的受激辐射光频率以提高单色性。 3固体激光器 3.1工作原理和基本结构 在固体激光器中，由泵浦系统辐射的光能，经过聚焦腔，使在固体工作物质中的激活粒子能够有效的吸收光能，让工作物质中形成粒子数反转，通过谐振腔，从而输出激光。 如图1所示,固体激光器的基本结构（有部分结构没有画出）。固体激光器主要由工作物质、泵浦系统、聚光系统、光学谐振腔及冷却与滤光系统等五个部分组成[4]。