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固体激光器

固体激光器的泵浦系统

激光制造商情 来源:百度文库2011-12-27 我要评论(0 )   

由于固体激光工作物质是绝缘晶体,所以一般都采用光泵浦激励。目前的泵浦光源多为工作于弧光放电状态的惰性气体放电灯。 泵浦光源应当满足两个基本条件:①有很高的发光...

       由于固体激光工作物质是绝缘晶体,所以一般都采用光泵浦激励。目前的泵浦光源多为工作于弧光放电状态的惰性气体放电灯。

泵浦光源应当满足两个基本条件:①有很高的发光效率;②辐射光的光谱特性应与激光工作物质的吸收光谱相匹配。氪灯在低电流密度放电时的辐射光谱特性,与YAG的主要泵浦吸收带相近。因此,连续和小能量(10焦耳=脉冲YAG激光器多采用氪灯泵浦,其效率较高。脉冲氙灯在高放电电流密度的情况下,辐射为连续谱,且光谱分量向短波长移动,有利于红宝石的吸收。故对于红宝石激光器,以及大中功率钕玻璃、YAG脉冲激光器,多采用高效脉冲氙灯泵浦.

1椭圆柱聚光腔

由于常用的泵浦灯在空间的辐射都是全方位的,而固体工作物质一般都加工成圆柱棒形状,所以为了将泵浦灯发出的光能完全聚到工作物质上,必须采用聚光腔。图(56)所示的椭圆柱聚光腔是小型固体激光器中最常采用的聚光腔,它的内表面被抛光成镜面,其横截面是一个椭圆。按几何光学成像原理,从椭圆的一个焦点发出的所有光线,经椭圆反射后,都将聚到另一个焦点上。所以,如果将直管灯和激光棒分别置于椭圆柱聚光腔的两条焦线上,即可得到较好的聚光效果。

固体激光器在工作时,泵浦光谱中仅有少部分与工作物质吸收带相匹配的光能是有用的,其它大部分光谱能量被基质材料吸收转化为热量,导致器件的温度升高,在激光棒内产生不均匀的温度(梯度)分布。这些无功热损耗产生的热效应,对于固体激光器、特别是连续和高重复率固体激光器来说,是一个严重的问题,它将直接影响工作物质的特性,导致激光器性能变差,甚至会产生“温度猝灭”。所以,固体激光器的泵浦系统还要冷却和滤光。常用的冷却方式有液体冷却、气体冷却和传导冷却等,其中以液冷最为普遍。

因泵浦光谱与工作物质吸收带不匹配导致的热效应中,危害性最大的是紫外辐射,它在工作物质中形成色心,使激光器性能劣化。因此,必须在泵浦灯和工作物质之间插入滤光器件滤去泵浦光中的紫外光谱。

 

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