固体激光器原理(详解激光器的工作原理)

工作原理是四大组成部分的组合运转,增益介质是固体激光器的核心,由基质和激活粒子两部分组成,基质决定了增益介质的理化性质,而激活粒子的能级结构和迁跃特性则对激光器的性能与荧光,那么下边小云今天就给大家详细介绍一下这个,相信很多人对固体激光器原理还不知道,现在让我们一起来看看吧！为有需要的朋友提供参考和建议。

激光器的工作原理详解

激光器的基本工作原理，装置的必不可少的组成部分包括激励（或抽运）、具有亚稳态能级的工作介质和谐振腔（ 见光学谐振腔）3部分。

激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。

工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位，从而实现光放大。

谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的定向性和相干性。

固体激光器的发光机制

光纤激光器和半导体激光器的区别就是他们发射激光的介质材料不同。光纤激光器使用的增益介质是光纤，半导体激光器使用的增益介质是半导体材料，一般是砷化镓，铟镓申等。

（同理，固体激光器的增益介质一般是晶体或者玻璃，陶瓷等。气体的就是使用氦氖气，二氧化碳等。）

半导体激光器的发光机理是粒子在导带和价带之间跃迁产生光子，因为是半导体，所以使用电激励即可，是直接的电光转换。

而光纤不能够直接实现电光转换，需要用光来泵浦增益介质（一般用激光二极管泵浦），它实现的是光光转换。

光纤激光器散热好，一般风冷即可。半导体激光器受温度影响非常大，当功率较大时，需要水冷。半导体激光器就是用固体激光材料作为工作物质的激光器。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。

激光大灯变光原理

激光器的工作原理

光纤激光器的工作原理如下：由泵浦源发出的泵浦光通过一面反射镜耦合进入增益介质中，由于增益介质为掺稀土元素光纤，因此泵浦光被吸收，吸收了光子能量的稀土离子发生能级跃迁并实现粒子数反转，反转后的粒子经过谐振腔，由激发态跃迁回基态，释放能量，并形成稳定的激光输出。光纤激光器的工作原理主要基于光纤激光器的特殊结构。激光器是由工作物质、泵浦源和谐振腔三部分组成，具体作用如下：

1、增益光纤为产生光子的增益介质。

2、抽运光的作用是作为外部能量使增益介质达到粒子数反转，即泵浦源。

3、光学谐振腔由两个反射镜组成，作用是使光子得到反馈并在工作介质中得到放大。扩展资料：光纤激光器的特点：1、光束质量好。光纤的波导结构决定了光纤激光器易于获得单横模输出，且受外界因素影响很小，能够实现高亮度的激光输出。2、高效率。光纤激光器通过选择发射波长和掺杂稀土元素吸收特性相匹配的半导体激光器为泵浦源，可以实现很高的光一光转化效率。对于掺镱的高功率光纤激光器，一般选择915纳米或975纳米的半导体激光器，荧光寿命较长，能够有效储存能量以实现高功率运作。3、散热特性好。光纤激光器是采用细长的掺杂稀土元素光纤作为激光增益介质的，其表面积和体积比非常大，约为固体块状激光器的1000倍，在散热能力方面具有天然优势。中低功率情况下无需对光纤进行特殊冷却，高功率情况下采用水冷散热，也可以有效避免固体激光器中常见的由于热效应引起的光束质量下降及效率下降。

4、结构紧凑，可靠性高。由于光纤激光器采用细小而柔软的光纤作为激光增益介质，有利于压缩体积、节约成本。泵浦源也是采用体积小、易于模块化的半导体激光器，商业化产品一般可带尾纤输出，结合光纤布拉格光栅等光纤化的器件，只要将这些器件相互熔接即可实现全光纤化，对环境扰动免疫能力高，具有很高的稳定性，可节省维护时间和费用。

激光灯原理

激光灯一般分为工业激光灯和娱乐激光灯，激光灯原理是采用YAG固体激光器，使用氪灯及Nd：YAG晶体棒产生激光束，通过变频，形成可见的绿色光。利用计算机控制振镜发生高速偏转，从而形成漂亮的文字或图形。

激光灯光具有颜色鲜艳、亮度高、指向性好、射程远、易控制等优点，看上去更具神奇梦幻的感觉。应用在大楼、公园、广场、剧场等，利用激光光束的不发散性，能吸引远至几公里外人们的目光，因从激光发出点也成了人们关注的焦点。

激光器结构原理

激光介质可以是气体、液体、固体和半导体，要求存在亚稳态能级为实现粒子数反转之必要条件;现有工作介质近千种，实际是在激光器两端装上两块反射率很高的镜子，一块全反射，一块部分反射，以使激光可透过这块镜子射出，被反射回到工作介质的光继续诱发新的受激发射，光被放大。

因此光在谐振腔内来回振荡造成连锁反应，雪崩似的获得放大，产生强烈的激光，从部分反射镜一端输出。