全固态腔内和频488nm连续蓝光激光器_王君光
第37卷 第7期中 国 激 光
V ol .37,N o .72010年7月
CHINESE JO URNAL OF LASERS
July ,2010
文章编号:0258-7025(2010)07-1669-04
全固态腔内和频488nm 连续蓝光激光器
王君光1 李永亮2 田迎华3 吕 望1 包 琳1 全 慧
1
1
长春理工大学理学院,吉林长春130022;2长春理工大学光电工程学院,吉林长春130022
3
长春理工大学计算机科学与技术学院,吉林长春130022
摘要 报道了全固态连续波488nm 蓝光激光器,蓝激光分别由N d :Y LF 4(N d :YL F )和N d :YV O 4晶体的1047和914nm 谱线非线性和频产生,实验中采用复合腔结构,利用LiB 3O 5(LBO )晶体I 类临界相位进行腔内和频,当总注入抽运功率为32.2W (注入到N d :Y LF 晶体和N d :YV O 4晶体的抽运功率分别为13.4和18.8W )时,获得650mW 的T EM 00连续波488nm 蓝光激光输出。30min 功率不稳定度优于±2.8%。光束质量因子M 2=1.3。关键词 激光器;全固态;复合腔;和频;蓝光激光器
中图分类号 T N 248.1 文献标识码 A doi :10.3788/CJL 20103707.1669
All -Solid -State Continuous -Wave All -Intracavity Sum -Fre quency
Mixing Blue Laser at 488nm
Wang Junguang 1 Li Yongliang 2 Tian Yinghua 3 L ǜWang 1 Bao Lin 1 Quan Hui 1
1
S chool of Science ,Changchun Universit y of Science and Technolog y ,Changchun ,Jilin 130022,China
2
School of Opto -Electronic Eng ineering ,Changchun University of Science and Technology ,
Changchun ,Jilin 130022,China
3
School of Co m puter Science and Technology ,Chang chun Universit y of Science and Technology ,
Changchun ,Jilin 130022,China
Ab stract An all -solid -state c ohe rent ra dia tion at 488nm by intra cavity sum -fre quency generation of 914nm N d :YVO 4la ser a nd 1047nm Nd :YLF 4(N d :YLF )laser is reported .Blue laser is obtained by using a double cavity and type -I c ritic al phase m atc hing L iB 3O 5(LBO )c rystal sum -frequency m ixing .With total pum p power of 32.2W (13.4W pump power for Nd :YLF la ser and 18.8W pum p power for Nd :YVO 4la ser ),TEM 00m ode blue la ser at 488nm of 650mW is obtained at last .The power stab ility in 30minute s is better than ±2.8%.The M 2factor is 1.3.Key wo rds la sers ;all -solid -state ;double cavity ;sum frequency mixing ;blue la ser
收稿日期:2009-11-12;收到修改稿日期:2010-01-04
基金项目:“十一五”预研支撑基金项目(62301110109)资助课题。
作者简介:王君光(1985—),男,满族,硕士研究生,主要从事半导体激光抽运全固态激光器及非线性光学频率变换技术等方面的研究。E -mail :optla ser @163.co m
导师简介:李永亮(1973—),男,博士,副研究员,主要从事激光技术与应用开发及非线性光学频率变换技术等方面的研究。E -mail :liy ong liang @cust .edu .cn
1 引 言
在可见光光谱范围内,相干光源由于在医疗、生物、通信及天文等方面具有广泛的应用前景,一直是人们研究的热点。近年来,为了扩大波长范围,人们设计了许多新型固态激光器,例如黄光激光器
[1～6]
,
最为显著的成就是获得了蓝光激光输出,可取代氩离子激光器。在可见光光谱范围内,高效率连续波
蓝光激光获得的方法是利用激光二极管腔内抽运,已经有人实现了高效率的473nm 激光器[7～11]
。但是由于目前很少有掺杂激活离子的晶体可以直接发射976nm 谱线,因此很难获得效率较高的488nm 蓝激光输出,2005年董景星等[12]
利用波导型准相位匹配周期极化反转铌酸锂晶体直接倍频波长为976nm 的连续半导体激光二极管,获得的488nm
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蓝光最大输出功率仅为20m W 。目前,市场上虽然已经有488nm 半导体激光器出售,但功率均较低,2008年日亚公司销售的488nm 半导体激光器输出功率仅为5mW ,而2008年王旭葆等[13]采用L 型谐振腔获得的488nm 倍频蓝光激光器输出功率也只有25m W 。这根本无法满足人们的需求,于是人们尝试用其他方法来获得976nm 谱线的发射源,如二极管激光器[14]、垂直扩展腔半导体激光器[15]、光抽运半导体激光器[16]以及光纤激光器[17]。另一种获得488nm 光源的方法是利用非线性和频来代替二次谐波倍频。具体方法是利用Nd :GdVO 4晶体发射的912nm 谱线腔内抽运Nd :YVO 4晶体使其产生1064nm 谱线跃迁,再利用912和1064nm 两条谱线在腔内非线性和频获得491nm 蓝光激光器[18]
。由于Nd :YVO 4晶体的914nm 谱线对注入抽运光的吸收仅有2%,因此较低的吸收使这种和频方法受到了限制。另一种和频方法是利用掺钕离子激光晶体内
的两条跃迁谱线(4F 3/2-4
I 11/2和4F 3/2-4I 9/2)进行和频,例如利用Nd :YVO 4晶体的1064和914nm 两条谱线和频获得492nm 蓝光激光器
[19,20]
,然而,由
于4F 3/2-4I 11/2跃迁辐射的1064nm 的发射截面是4F 3/2-4I 9/2跃迁辐射的914nm 的发射截面的20倍,在同一个腔内的同一个激光增益介质内双波长同时运转存在强烈增益竞争,很难实现稳定的双波长运
转,因此这时的和频效率很低。
为了避免在同一个增益介质中双波长的竞争,本文采用复合腔结构,利用腔内和频获得488nm 蓝光激光器,这样不仅使两条参与和频的基频谱线能获得独立增益,而且可以获得稳定输出的二次谐波。
2 实验方案
实验装置如图1所示。整个复合腔由三个光学臂组成,其中两个是独立的,一个是共享分臂。两个独立的光学臂内各自含有激光晶体、准直系统与和束器。和束器镀914nm 减反膜(AR )和1047nm 高反膜(HR )。共享光学臂包含两个平凹镜(M3和M4)。它们的曲率半径分别为50和200mm 。M4凹面镀1047/914/488nm H R ,M3凹面镀1047/914nm HR 和488nm AR
。
图1488nm 蓝光激光器实验装置图
F ig .1Schematic for the intra -cavity sum -f requency mixing blue la ser at 488nm
图中BP 为偏振片;BS 为分束器;M1和M 3,M2和M3,M3和M 4间的距离分别为79,85和28mm 。实验中所用的两个抽运源均是商用的光纤耦合输出的激光二极管阵列(LDA ),其输出波长分
别为808nm (Nd :YVO 4晶体)和806nm (Nd :YLF 晶体),最大输出功率均为20W 。光纤芯直径为400μm ,数值孔径为0.22。光学耦合系统是由两个完全相同的焦距为15mm 的平凸镜组成,其耦合效
率为92%。由于抽运光斑的光强很大,而且第一块透镜对焦斑的影响很大,因此必须调整好其方位使之瞄准抽运光束。实验中两平凸镜间的距离可以很容易确定。由于像差的原因,平均抽运光斑半径约为220μm 。在整个实验装置图中,靠近左侧的激光晶体为a 轴切割的掺钕离子原子数分数为0.1%的Nd :YVO 4晶体,长度为5mm ,靠近抽运一端端面作为谐振腔全反镜(M1),镀808nm AR ,914nm H R ,相反面
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7期王君光等: 全固态腔内和频488nm 连续蓝光激光器
镀914nm HR 。输出镜为M3,曲率半径为200mm ,其凹面镀1047/914nm HR ,488nm AR 。图1中M4的曲率半径为50mm ,镀1047/914/488nm H R 。实验中
采用掺杂浓度较低且较长激光晶体以减少热透镜焦距和准三能级系统的再吸收损耗,并能保证晶体吸收足够多的抽运光能量。另一块激光晶体是一个a 轴切割的掺钕离子原子数分数为1.0%的Nd :YLF 晶体,长度为10mm 。Nd :YLF 晶体靠近抽运一端端面作为谐振腔全反镜(M2),镀1047nm HR ,806nmAR ,晶体另一端面镀1047nm AR 。两激光晶体的侧面裹上一层铟箔安装在紫铜热沉上,通过半导体制冷器进行温度控制,使温度保持在15℃,这样做可以使激光器产生较少的热量并能保证激光输出功率稳定。非线性和频晶体LiB 3O 5(LBO ),采用I 类临界相位匹配,其尺寸为2mm ×2mm ×10mm ,沿X -Y 轴的切割角度为θ=90°,φ=17.1°。在LB O 晶体两面镀1047/914/488nm 三色增透膜,以减少腔内反射损耗,它由一块紫铜包裹,并固定在半导体制冷器上以达到严格控温的效果,其温度变化稳定在±0.1℃。LBO 晶体被放置在谐振腔的共享光学臂的束腰处,以获得腔内高的激光束功率密度。利用ABCD 矩阵和稳定腔条件,考虑到Nd :YLF 晶体和Nd :YVO 4晶体的热效应以及谐振腔的基横模与激光晶体内有效增益体积之间的空间匹配,通过计算机进行数值计算,在实验中含Nd :YLF 晶体和Nd :YVO 4晶体的谐振腔的腔长分别取113和107mm ,此时两束基频光在各增益介质内的束腰分别为180μm ,而在交叠区(即LBO 晶体处)的光腰相等,为60μm ,这时候非线性和频晶体处两基频光交叠比较充分,此时和频效率最高。
3 结果与讨论
通过改变一个基频波的抽运功率,测量了488nm 激光输出功率随注入抽运功率变化的关系,如图2所示。图2(a )为488nm 蓝激光输出功率随注入到Nd :YVO 4晶体的抽运功率的变化。注入Nd :YLF 晶体的抽运功率被固定为13.4W ,测得在注入Nd :YVO 4晶体的抽运功率为18.8W 时,488nm 蓝光最大输出功率为650mW 。图2(b )为488nm 蓝激光输出功率随注入到Nd :YLF 晶体的抽运功率的变化。注入Nd :YVO 4晶体的抽运功率被固定为18.8W ,测得在注入Nd :YLF 晶体的抽运功率为13.4W 时,488nm 蓝光最大输出功率为650mW ,并且在此之前输出功率随注入抽运功率几乎是线性增加的。在这一点之后蓝光的输出功率已经达到饱和。如果想获得更高的蓝光输出功率,则需要增加Nd :YVO 4晶体的注入功率
。
图2和频激光器488nm 蓝光的注入功率输出
功率特性曲线
Fig .2Input -output char acte ristics of the sum -frequency
mixing blue laser a t 488nm
图3488nm 蓝光光束质量
Fig .3Beam pr ofile distributio n of 488nm blue lase r
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图3所示为当总的注入抽运功率为32.2W(其中Nd:YLF晶体的抽运功率为13.4W,Nd:YVO4晶体的抽运功率为18.8W)时,利用刀口法测量的488nm蓝光光束质量,测量中应用的聚焦透镜的焦距为15m m。图3(a)为当注入到Nd:YLF晶体的抽运功率被固定为13.4W时,改变注入到Nd:YVO4晶体的抽运功率所测得的光束质量因子,当注入功率增加到18.8W时,M2=1.3。图3(b)为当注入到Nd:YVO4晶体的抽运功率被固定为18.8W时,改变注入到Nd:YLF晶体的抽运功率所测得的光束质量因子,当注入功率增加到13.4W 时,M2=1.3。且输出功率稳定,30min功率不稳定度优于±2.8%。利用刀口法测得488nm蓝光激光器的光束质量因子M2=1.3。
4 结 论
采用LBO非线性晶体I类临界相位非线性和频获得了全固态488nm连续波蓝光激光器,以Nd:YVO4和Nd:YLF晶体作为增益介质,利用两个激光二极管分别抽运,使Nd:YVO4晶体的914nm 和Nd:YLF晶体的1047nm两条谱线在复合腔的共享臂内进行和频,获得最大输出功率为650mW连续波蓝光输出,输出光束质量好。实验结果表明,采用复合腔腔内和频是获得488nm蓝色激光的有效方法。
参考文献
1LǜYanfei,Tan H uiming,M iao Tongqu n et al..All-solid-s tate CW dou bly resonant all-in tracavity su m-frequ ency mixing593nm las er[J].Chines e https://www.sodocs.net/doc/4817308890.html,sers,2005,32(6):729～733
吕彦飞,檀慧明,缪同群等.全固态593nm复合腔连续波和频激光器[J].中国激光,2005,32(6):729～733
2LǜYanfei,Tan Huiming,Qian Longs https://www.sodocs.net/doc/4817308890.html,ser diode array pu mped Nd:YAG dual w aveleng th laser w ith in tracavity sum-frequ ency mixing at589nm[J].C hinese https://www.sodocs.net/doc/4817308890.html,sers,2006, 33(4):438～442
吕彦飞,檀慧明,钱龙生.激光二极管阵列抽运Nd:YAG腔内双波长运转589nm和频激光器[J].中国激光,2006,33(4): 438～442
3Yanfei Lǜ,H uiming Tan,Longsheng Qian.All-solid-s tate doub ly resonant sum-frequency continuous-w ave laser at555nm [J].Chin.Opt.Lett.,2006,4(1):25～26
4Yanfei Lǜ,Xihe Zhang,Zhih ai Yao.All-s olid-state sum-frequ ency generation of1.12W continuous-w ave laser at588nm [J].Chin.Opt.Lett.,2007,5(6):353～354
5LǜYanfei,Zhang Xihe,Yao Zhihai.All solid-state continuous-w ave yellow laser at583nm[J].Acta A rmamentarii,2007, 28(12):1516～1518
吕彦飞,张喜和,姚治海.全固态连续波583nm黄光激光器[J].兵工学报,2007,28(12):1516～1518
6Zhang J uncheng,Wang Jiaxian,Su Peilin et al..T heoretical and experimental s tudy of LD pu mped Nd:YVO4yellow laser w ith
sum-frequency generation[J].Acta Op tica S inica,2008, 28(12):2365～2369
张峻诚,王加贤,苏培林等.激光二极管抽运Nd:YVO4和频黄光激光器的理论及实验研究[J].光学学报,2008,28(12): 2365～2369
7T.Kellner,F.Heine,G.Hu ber.Efficient las er performance of Nd:YAG at946nm and intracavity frequency dou bling with LiJO3,β-BaB2O4,and LiB3O5[J].App l.Phys.B.,1997, 65(6):789～792
8Quan Zheng,Ling Zh ao.Efficient blue laser gen eration at 473nm by a BIBO crystal[J]https://www.sodocs.net/doc/4817308890.html,ser Technol.,2004, 36(6):449～451
9C.Czeran ow s ky,E.Heumann,G.Hu ber.All-solid-state continu ou s-w ave frequen cy-doub led Nd:YAG/BiBO laser with
2.8-W ou tpu t pow er at473nm[J].Op t.Lett.,2003,28(6):
432～434
10Wang Junying,Zh eng Quan,Xue Qingh ua et al..1.1W CW output,all-s ol id-state blue laser at473nm[J].C h inese J.
Lasers,2004,31(5):523～526
王军营,郑 权,薛庆华等.1.1W连续输出473nm全固态蓝光激光器[J].中国激光,2004,31(5):523～526
11Zheng Qu an,Zhao Ling,Dong S hengming.High efficien t b lue laser generation at473nm by BIBO crystal[J].Chines e J.
Lasers,2004,31(9):1030～1032
郑 权,赵 岭,董胜明.BIBO晶体腔内倍频高效率473nm蓝光激光器[J].中国激光,2004,31(9):1030～1032
12Dong Jingxing,Lou Qihong,Cheng Xusan et al..480nm b lue laser by direct frequ ency doub l ing of laser diode[J].Acta Op tica S inica,2006,26(4):567～570
董景星,楼祺洪,成序三等.半导体激光直接倍频的488nm蓝光激光器[J].光学学报,2006,26(4):567～570
13Wang Xub ao,Ding Peng,Zu o T iechuan.C om pact con tinu ou s-w ave b lue laser at488nm with a LBO crystal[J].In fr ared an d Laser Eng ineering,2008,37(s uppl.):48～50
王旭葆,丁 鹏,左铁钏.LBO晶体直接倍频获得488nm激光[J].红外与激光工程,2008,37(suppl.):48～50
14Ye Zhen huan,Lou Qihong,Don g Jingxing e t https://www.sodocs.net/doc/4817308890.html,pact continu ou s-w ave blue las ers by direct frequency doublin g of laser diodes w ith periodically poled lithiu m niobate w aveguide cry stals [J].Op t.Lett.,2005,30(1):73～74
15E.U.Rafailov,W.Sibbett,A.M ooradian et a l..Efficient frequency doubling of a vertical-exten ded-cavity su rface-emitting laser diode by u se of a periodically p oled KT P crystal[J].Opt.
Lett.,2003,28(21):2091～2093
16E.Schiehlen,M.Gollin g,P.U nger et al..Diode-pumped semicondu ctor disk las er w ith in tracavity frequency doubling using lithium triborate(LBO)[J].IE EE Photon.Technol.Lett., 2002,14(6):777～779
17H.Zellm er,P.Riedel,A.Tǜnnermann.Visible upconversion lasers in praseodymium-y tterbium-doped fibers[J].Ap pl.Ph ys.
B,1999,69(5,6):417～421
18H.Emilie,B.Fran ois,G.Patrick et a l..1064nm Nd:YVO4 laser in tracavity pum ped at912nm and sum-frequ ency mixin g for an emission at491nm[J].Op t.Lett.,2008,33(14): 1632～1634
19M eng Yuqing,Tan Huiming,Fu Xihong et a l..LD pu mped Nd: GdVO4/LBO intracavity sum-frequency491nm blue laser[J].
C h inese https://www.sodocs.net/doc/4817308890.html,sers,2009,36(7):1735～1739
孟玉青,檀慧明,付喜宏等.LD抽运Nd:GdVO4/LBO腔内和频491nm蓝光激光器[J].中国激光,2009,36(7): 1735～1739
20H.Emilie,B.Francois,G.Partick.491nm generation by s um-frequency mixing of diode pum ped neodymiu m lasers[J].Opt.
Ex press,2005,13(15):5653～5661
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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
大功率半导体激光器件最新发展现状分析
大功率半导体激光器件最新发展现状分析 1 引言 半导体激光器由于具有体积小、重量轻、效率高等众多优点，诞生伊始一直是激光领域的关注焦点，广泛应用于工业、军事、医疗、通信等众多领域。但是由于自身量子阱波导结构的限制，半导体激光器的输出光束质量与固体激光器、CO2激光器等传统激光器相比较差，阻碍了其应用领域的拓展。近年来，随着半导体材料外延生长技术、半导体激光波导结构优化技术、腔面钝化技术、高稳定性封装技术、高效散热技术的飞速发展，特别是在直接半导体激光工业加工应用以及大功率光纤激光器抽运需求的推动下，具有大功率、高光束质量的半导体激光器飞速发展，为获得高质量、高性能的直接半导体激光加工设备以及高性能大功率光纤激光抽运源提供了光源基础。 2 大功率半导体激光器件最新进展 作为半导体激光系统集成的基本单元，不同结构与种类的半导体激光器件的性能提升直接推动了半导体激光器系统的发展，其中最为主要的是半导体激光器件输出光束发散角的降低以及输出功率的不断增加。 2.1 大功率半导体激光器件远场发散角控制 根据光束质量的定义，以激光光束的光参数乘积（BPP）作为光束质量的衡量指标，激光光束的远场发散角与BPP成正比，因此半导体激光器高功率输出条件下远场发散角控制直接决定器件的光束质量。从整体上看，半导体激光器波导结构导致其远场光束严重不对称。快轴方向可认为是基模输出，光束质量好，但发散角大，快轴发散角的压缩可有效降低快轴准直镜的孔径要求。慢轴方向为多模输出，光束质量差，该方向发散角的减小直接提高器件光束质量，是高光束半导体激光器研究领域关注的焦点。 在快轴发散角控制方面，如何兼顾快轴发散角和电光效率的问题一直是该领域研究热点，尽管多家研究机构相续获得快轴发散角仅为3o，甚至1o的器件，但是基于功率、光电效率及制备成本考虑，短期内难以推广实用。2010年初，德国费迪南德-伯恩研究所(Ferdinand-Braun-Inst itu te)的P. Crump等通过采用大光腔、低限制因子的方法获得了30o快轴发散角（95%能量范围），光电转换效率为55%，基本达到实用化器件标准。而目前商用高功率半导体激光器件的快轴发散角也由原来的80o左右（95%能量范围）降低到50o以下，大幅度降低了对快轴准直镜的数值孔径要求。 在慢轴发散角控制方面，最近研究表明，除器件自身结构外，驱动电流密度与热效应共同影响半导体激光器慢轴发散角的大小，即长腔长单元器件的慢轴发散角最易控制，而在阵列器件中，随着填充因子的增大，发光单元之间热串扰的加剧会导致慢轴发散角的增大。2009年，瑞士Bookham公司制备获得的5 mm腔长，9XX nm波段10 W商用器件，成功将慢轴发散角（95%能量范围）由原来的10o～12o降低到7o左右；同年，德国Osram公司、美国相干公司制备阵列器件慢轴发散角（95%能量范围）也达7o水平。 2.2 半导体激光标准厘米阵列发展现状 标准厘米阵列是为了获得高功率输出而在慢轴方向尺度为1 cm的衬底上横向并联集成多个半导体激光单元器件而获得的半导体激光器件，长期以来一直是大功率半导体激光器中最常用的高功率器件形式。伴随着高质量、低缺陷半导体材料外延生长技术及腔面钝化技术的提高，现有CM Bar的腔长由原来的0.6～1.0 mm增大到2.0～5.0mm，使得CM Bar输出功率大幅度提高。2008年初，美国光谱物理公司Hanxuan Li等制备的5 mm腔长，填充因子为83%的半导体激光阵列，利用双面微通道热沉冷却，在中心波长分别为808 nm，940 nm，980 nm处获得800 W/bar，1010W/bar，950 W/bar的当前实验室最高CM Bar连续功率输出水平。此外，德国的JENOPTIK公司、瑞士的Oclaro公司等多家半导体激光供应商也相续制备获得千瓦级半导体激光阵列，其中Oclaro公司的J. Müller等更是明确指出，在现有技术
星载全固态激光器的实验研究
第38卷第3期红外与激光工程2009年6月Vol.38No.3Infrared and Laser Engineering Jun.2009 星载全固态激光器的实验研究 毕进子，马秀华，陈卫标 (中国科学院上海光学精密机械研究所，上海201800) 摘要：激光二极管抽运的全固态激光器具有体积小、质量轻、效率高的特点，是目前星载激光雷达系统的主要发射光源。介绍了一种基于传导冷却的LD阵列侧面抽运Nd:YAG晶体的Zig蛳Zag板条激光器。板条介质能够消除棒状介质带来的一阶热聚焦和应力退偏效应。采用55个准连续激光二极管沿板条晶体长度方向均匀排列，通过柱面镜耦合进行均匀抽运。Nd:YAG晶体的散热是采用与其热膨胀系数匹配的金属热沉由光泵背面将热量传导出去。LD阵列的散热是通过紫铜热沉传导到底板，再由热管传递出去。实验中使用平凹激光谐振腔，重复频率20Hz，获得单脉冲能量大于150mJ的激光输出，脉冲宽度10ns左右，光-光转换效率大于15%。实验表明：该激光器具有在太空中应用的潜力。 关键词：星载激光器；传导冷却；LD侧面抽运；空间激光雷达 中图分类号：TN24文献标识码：A文章编号：1007-2276(2009)03-0448-04 Experimental study of space蛳borne all蛳solid蛳state laser BI Jin蛳zi，MA Xiu蛳hua，CHEN Wei蛳biao (Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics，Chinese Academy of Sciences，Shanghai201800，China) Abstract:Diode蛳pumped solid蛳state lasers are currently main optical source of space蛳based lidar system，because of its small volume,light weight and high efficiency.A conductively cooled diode arrays side蛳pumping Nd:YAG Zig蛳Zag slab laser was introduced.The slab geometry medium could eliminate the first order thermal lensing and depolarization effects of stress of rod geometry medium.55quasi蛳cw diode bars were placed symmetrically along the length direction of slab's crystal,and coupled through a cylindrical lens,uniformly pumping.Thermal conduction of Nd:YAG crystal was done on the reverse pumping face by metal cooling heat sink.The heat dissipation of diodes arrays was conducted to bottom through heat sink,transmitted out by heat pipes.A plane蛳concave rear mirror and a flat output coupler were used as laser resonator.The pulses had been obtained with energy of150mJ,repetition frequency of20Hz,pulse width of10ns.The optical to optical conversion efficiency was more than15%. Experiment results show that this laser is capable of use in space. Key words:Space蛳borne lasers;Conductively cooled;LD side pumping;Space蛳based lidar 收稿日期：2008-08-10；修订日期：2008-10-20 基金项目：国防科技预研基金项目 作者简介：毕进子（1976-），男，山东威海人，助理研究员，主要从事空间激光器和空间光学仪器结构设计与分析等方面的研究。 Email:mnibjz@https://www.sodocs.net/doc/4817308890.html,
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 )、
高稳定全固态绿光激光器的研究
高稳定全固态绿光激光器的研究 -------------------------------------------------------------------------------- 来源: 雅信通 霍玉晶何淑芳林彦 北京清华大学电子工程系固体激光与光电子技术研究所 前言 全固态绿激光器具有能量转换效率高、功率大、光束质量好、体积小、寿命长、使用方便等优点，在彩色显示、激光医疗、水下通讯等方面有重要的应用，是国内外光电子技术研究与开发的热点之一。全固态腔内倍频绿激光器通过高效率的腔内倍频获得绿激光输出，它的结构紧凑，转换效率高，是获得绿激光的主要器件之一。但是此类绿激光输出功率波动一般都很大。腔内倍频绿光激光器输出功率的稳定性成为目前全固态绿光激光器的研究重点课题之一[1,2]。 本文报到我们研制的全固化微型全固态绿光激光器和分离元件的全固态脉冲绿光激光器，以及提高它们输出功率稳定性的最新结果。 1、全固化的微型全固态连续绿光激光器 在本文中，“全固化”是指激光头的全部元件被用环氧树脂粘合为一个整体，整个器件中没有任何需要调整的元件，这种器件的使用十分方便。本文研制的全固化的微型全固态连续绿光激光器采用LD端面抽运Nd:YVO4激光晶体得到1064nm近红外激光，再用KTP晶体作腔内倍频得到532nm绿激光输出。其原理如图1所示。 它采用北京半导体研究所生产的808nm的1W的LD作为抽运光源。由于所用LD的输出功率比较小，因此提高器件的光－光转换效率是提高器件性能的关键。为此，采用半导体制冷器作为温度控制元件，对LD的温度进行控制，以使其工作波长和激光晶体的吸收波长峰值准确重合，提高对抽运光的吸收效率。在本实验中把LD的工作波长调整到808.5nm。采用中科院福建物构所生产的Nd:YVO4晶体作激光介质，掺杂浓度为3at％，a轴方向切割，长度为1mm，横截面尺寸为3×3mm2。采用端面同轴抽运方式使LD的抽运光束和所产生的1.064mm激光光束在空间上更好地耦合，以提高抽运效率。采用焦距为3mm的非球面透镜把LD的光束聚焦到Nd:YVO4晶体内部，焦点处光斑直径为100mm，抽运光从LD到Nd:YVO4晶体内部的总耦合效率为92％。采用平凹稳定型谐振腔提高器件的效率和稳定性。为了提高抽运光利用率，采用凹面后反射镜和平面输出镜组成激光谐振腔。Nd:YVO4晶体的入射端面是曲率半径为50mm球面。后反射镜直接镀制在此面上。它对1064nm的反射率>99.8%，对808nm光的透射率>99.5%。Nd:YVO4晶体的另一端为平面，镀同时对1064nm和532nm 的双波长增透膜，剩余反射率<0.25%。平面输出镜对1064nm光的反射率>99.8%，对532nm 光的透射率>97%。平面输出镜的背面镀有对532nm光的增透膜，剩余反射率<0.25%。采用北京人工晶体研究院生产的KTP倍频晶体作腔内倍频器，按类临界相位匹配角切割，它的横截面为3×3mm2，通光方向长5mm，两个通光面同时镀对1064nm和532nm的增透膜，每个面的剩余反射率<0.25%。为了提高器件的稳定性，用环氧树脂把全部元件粘接为一个整体，同时用一个半导体致冷器对它们进行整体控温。HSH型微型绿激光器的外形尺寸如图2所示。可以看到，它的体积很小，使用是很方便的。 用滤光器滤除输出光束中的808nm的抽运光和1064nm的基频光后，用Ocean Optics, Inc. 公司的HR2000CG-UV-NI光谱仪测量绿激光的波长，用清华大学研制的HH型F－P共焦球面扫
半导体激光器工作原理及主要参数
半导体激光器工作原理及主要参数 OFweek激光网讯：半导体激光器又称为激光二极管（LD，Laser Diode），是采用半导体材料作为工作物质而产生受激发射的一类激光器。常用材料有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟（InP）、硫化锌（ZnS）。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦激励三种形式。半导体激光器件，一般可分为同质结、单异质结、双异质结。同质结激光器和单异质结激光器室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。半导体激光器的优点在于体积小、重量轻、运转可靠、能耗低、效率高、寿命长、高速调制，因此半导体激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、激光医疗、激光测距、激光雷达、自动控制、检测仪器等领域得到了广泛的应用。 半导体激光器工作原理是：通过一定的激励方式，在半导体物质的能带（导带与价带）之间，或者半导体物质的能带与杂质（受主或施主）能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时便产生受激发射作用。半导体激光器的激励方式主要有三种：电注入式、电子束激励式和光泵浦激励式。电注入式半导体激光器一般是由GaAS（砷化镓）、InAS（砷化铟）、Insb（锑化铟）等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射。电子束激励式半导体激光器一般用N型或者P型半导体单晶（PbS、CdS、ZhO等）作为工作物质，通过由外 部注入高能电子束进行激励。光泵浦激励式半导体激光器一般用N型或P型半导体单晶（GaAS、InAs、InSb等）作为工作物质，以其它激光器发出的激光作光泵激励。 目前在半导体激光器件中，性能较好、应用较广的是：具有双异质结构的电注入式GaAs 二极管半导体激光器。 半导体光电器件的工作波长与半导体材料的种类有关。半导体材料中存在着导带和价带，导带上面可以让电子自由运动，而价带下面可以让空穴自由运动，导带和价带之间隔着一条禁带，当电子吸收了光的能量从价带跳跃到导带中去时就把光的能量变成了电，而带有电能的电子从导带跳回价带，又可以把电的能量变成光，这时材料禁带的宽度就决定了光电器件的工作波长。 小功率半导体激光器（信息型激光器），主要用于信息技术领域，例如用于光纤通信及光交换系统的分布反馈和动态单模激光器（DFB-LD）、窄线宽可调谐激光器、用于光盘等信息处理领域的可见光波长激光器（405nm、532nm、635nm、650nm、670nm）。这些 器件的特征是：单频窄线宽、高速率、可调谐、短波长、光电单片集成化等。 大功率半导体激光器（功率型激光器），主要用于泵浦源、激光加工系统、印刷行业、生物医疗等领域。 半导体激光器主要参数： 波长nm：激光器工作波长，例如405nm、532nm、635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm。 阈值电流Ith：激光二极管开始产生激光振荡的电流，对小功率激光器而言其值约在数 十毫安。
光纤激光器的控制系统
光纤激光器的控制系统 随着激光器在切割、焊接、表面处理等广泛应用。文中设计了应用于激光打标的功率控制系统，采用数字电位器方式使激光器的性能得到大幅提高，硬件电路设计结构简单、系统响应速度快，不需要额外器件，成本低廉、功能齐全、实用性强。 1、系统总体设计 1.1、控制系统设计 控制系统主要由单片机MC9S12XDP512、开关电源PC0-6131、数字电位器DS1867、数字温度传感器DS18B20、LCD1602显示器、键盘和报警装置等组成。 系统进行读写操作时，光纤激光器输出功率由单片机进行控制调节，提供所需要的激光功率，功率设定时，由单片机MC9S12XDP512对数字电位器DS1867输出电阻进行控制，以改变开关电源控制端的输入电压，使开关电源的输出电流改变，得到光纤激光器输出功率所需要的驱动电流，从而实现激光输出功率的变化。同时利用数字温度传感器对光纤激光器工作环境温度进行采集，利用单片机实现对温度数据的处理，当温度超出规定的40℃时，单片机会控制发光二级管进行温度报警，并利用LCD显示装置显示信息，用户可实时了解激光器的工作情况。 1.2、控制原理 激光器为电流型驱动器件，驱动电流是输出光功率的前提，通过改变激光器电源电流的大小来改变激光器的输出功率。系统控制激光器的输出功率的基本方法是：由单片机控制数字电位器DS1867的输出电阻，使开关电源控制端的电压改变，从而控制了开关电源的输出电流，改变光纤激光器功率的输出。 数字电位器DS1867的输出电阻由式(1)计算 R=D×RWL+RW (1) 其中，RW为滑臂电阻，即为内部电位器电子开关电阻，通常RW≤100 Ω，典型值为40 Ω；RWL为数字电位器DS1867内部电子阵列中每个电阻单元的阻值；D为输入的数字量。根据光纤激光器功率控制的要求，即用户对光纤激光器的输出功率性能的要求，设计出用户要求的10等级功率输出产品，不同的功率等级输出对激光打标的对象有不同的要求。经实验得出，系统设计需要开关电源输出电流的变化范围为0～12 A，功率对应电流线性输出，允许功率稳定度有1％的误差波动。把光功率分成10个等级输出，输入数字量D的值如表1所示，可以通过查表实现。 2、系统的硬件设计 2.1、单片机的选择 单片机MC9S12xDP512是Freescale公司生产的一种16位器件，其包括大量的片上存储器和外部I／O。由16位中央处理单元(CPU12X)、512 kB程序Flash、12 kB RAM、8 kB 数据Flash组成片内存储器。同时还包含两个异步串行通信接口(SCI)、一个串行外设接口(SPI)、一个8通道输入捕捉／输出比较(IC／OC)定时模块(TIM)、16通道12位A／D转换器(ADC)和一个8通道脉冲宽度调制模块(PWM)。MC9S12XD512具有91个独立的数字I ／O口，其中某些数字I／O口具有中断和唤醒功能。该单片机功能强大、运算速度快、可
光纤激光器的分类
光纤激光器的分类 光纤激光器种类很多，根据其激射机理、器件结构和输出激光特性的不同可以有多种不同的分类方式。根据目前光纤激光器技术的发展情况，其分类方式和相应的激光器类型主要有以下几种： （1）按增益介质分类为： a）晶体光纤激光器。工作物质是激光晶体光纤，主要有红宝石单晶光纤激光器和Nd3+:YAG单晶光纤激光器等。 b）非线性光学型光纤激光器。主要有受激喇曼散射光纤激光器和受激布里渊散射光纤激光器。 c）稀土类掺杂光纤激光器。向光纤中掺杂稀土类元素离子使之激活，（Nd3+、Er3+、Yb3+、Tm3+等，基质可以是石英玻璃、氟化锆玻璃、单晶）而制成光纤激光器。 d）塑料光纤激光器。向塑料光纤芯部或包层内掺入激光染料而制成光纤激光器。 （2）按谐振腔结构分类为F-P腔、环形腔、环路反射器光纤谐振腔以及“8”字形腔、DBR光纤激光器、DFB光纤激光器等。 （3）按光纤结构分类为单包层光纤激光器、双包层光纤激光器、光子晶体光纤激光器、特种光纤激光器。 （4）按输出激光特性分类为连续光纤激光器和脉冲光纤激光器，其中脉冲光纤激光器根据其脉冲形成原理又可分为调Q光纤激光器（脉冲宽度为ns量级）和锁模光纤激光器（脉冲宽度为ps或fs量级）。 （5）根据激光输出波长数目可分为单波长光纤激光器和多波长光纤激光器。 （6）根据激光输出波长的可调谐特性分为可调谐单波长激光器，可调谐多波长激光器。 （7）按激光输出波长的波段分类为S-波段（1460~1530 nm）、C-波段（1530~1565 nm）、L-波段（1565~1610 nm）。 （8）按照是否锁模，可以分为：连续光激光器和锁模激光器。通常的多波长激光器属于连续光激光器。 按照锁模器件而言，可以分为被动锁模激光器和主动锁模激光器。 其中被动锁模激光器又有: 等效/假饱和吸收体：非线性旋转锁模激光器（8字型，NOLM和NPR） 真饱和吸收体： SESAM或者纳米材料（碳纳米管或者石墨烯）。
532nm高亮度半导体激光器
532nmxx半导体激光器 532nm高亮度半导体激光器可广泛用于服装裁床、缝纫机、裁剪机、印花机、绣花机、钉钮机、钉珠机、铆钉机、拉布机、开袋机、针车、毛巾印花机、枕巾印花机、平网印花机、以及鞋机定型机、后踵定型机等工业设备的标线定位。 产品特点： 特点 1.产生的绿色光线清晰明亮，产品直观实用体积小巧适用于各种服装，请打零贰玖捌捌柒贰陆柒柒叁能起辅助标线与定位作用，提高裁剪的精度，大大提高工作效率。配套的支架和电源，使用简单方便。管芯采用日本进口半导体激光二极管，内置电路板经改良，特别适于恶劣的工作环境，能有效保证产品的稳定性和使用寿命。 特点2：现代激光定位工艺与传统定位方式相比具有无可替代的优势a.传统定位过程繁琐；激光使用简易，通电即有断电即无。 b.传统定位模糊且不准，生产过程中耗损严重；激光效果清晰定位准确。。 c.传统定位生产工艺落后、耗时、人工成本高；激光定位工艺先进，节省成本。 d.安装方便（若另配我厂生产万向转动支架，能使使用更简便）；拆卸简单。 特点3：产品光斑清晰，准直性好，体积小，工业适用性强，在工业和工艺待业的校正与定位中，取代了标尺、三角板、挡块等设备。并且能够帮助您在无法采用机械导向或在需要双手同时工作的地方工作。可以调节亮度，使之适合于材料表面和您所在位置的环境光线。 对人眼起到有效的保护。 。xx提示：
1，使用应注意相关的激光使用安全规定，不能直射人眼；2，激光器中半导体激光管属静电敏感器件，应遵守相关的电防护规定； 3，电源线请勿用力拽拉； 4，电源电压不要超过5v； 售后服务 对本公司售出的产品一律保证一年保修，三年维修的原则，在保修期内出现的任何质量问题将给予认真负责的处理。欢迎用户提供宝贵的改进意见。 yyz
激光器激励原理
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]。
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。
全固态激光器控制器
1-3KwW全固态激光器控制系统 一、概述 激光器保护控制器可实现激光器的操作控制、保护等功能； 1.控制功能： 控制功能主要包括激光器及辅助设备的手动\自动开启、关闭及联动。所有激光器操作控制均围绕方便，安全两方面设计。系统控制采用手动和自动两种方式操作。 手动方式主要用于激光器及外部设备的调试，以及功率的设置，可脱离机器人直接通过面板按键控制激光器及外部设备启停。 自动方式用于激光器实际工作时的激光器的快速启停及运行控制。并可接受外部机器人控制信息。 在用户有可能发生误操作的一些项目中不与执行并有提示信息，最大限度地限制用户的非法控制操作。 2.保护功能： 全固体激光器的主要部分是钯条、晶体棒、光纤、镜片以及电源及其它控制电路，而其中钯条、晶体棒、光纤及镜片等又是及易损坏的部件，因此对它们的保护是控制系统的重点。 对于钯条、晶体棒、光纤部分，损坏的主要原因是由于温度过高、输入电流电压过高、输入电流突变等原因引起的，而这些部件的降温是依靠水冷系统来完成。因此，在激光控制部分做到无水不开电源，控制电流缓慢步进变化，并对这些部件的温度、水系统工作状态、电源电流、电压的进行实时监测快速处理保护就可以很好避免这些部件的损坏。同时，水系统漏水也会损坏钯条、电源及控制电路，系统还具有光腔内漏水的检测。 对于镜片部分，温度过低易结露，出激光后易造成镜片损坏。而温度过高也可造成镜片炸裂，因此也应做好开机温度检测。同时，为防止光腔内结露，还在开机时还要求进行预充高纯氮，以驱散水蒸气并增加腔内气压以防止灰尘进入腔内。 系统设置了以下传感器及监测点作为系统保护的监测点： ?各电源的电流、电压信息各一路； ?激光头热沉水流量开关一路； ?激光头晶体棒水流量开关一路； ?保护气流量开关一路； ?激光头热沉冷却水入口温度检测一路； ?激光头晶体棒冷却水入口温度检测一路； ?各激光头冷却水出口温度各两路； ?镜片冷却水温度一路；
半导体激光器公司排名,国内半导体激光器公司
半导体激光器公司排名，国内半导体激光器公司 半导体激光器又称为激光二极管（LD，Laser Diode），是采用半导体材料作为工作物质而产生受激发射的一类激光器。常用材料有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟（InP）、硫化锌（ZnS）。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦激励三种形式。半导体激光器件，一般可分为同质结、单异质结、双异质结。同质结激光器和单异质结激光器室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。半导体激光器的优点在于体积小、重量轻、运转可靠、能耗低、效率高、寿命长、高速调制，因此半导体激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、激光医疗、激光测距、激光雷达、自动控制、检测仪器等领域得到了广泛的应用。 半导体激光器工作原理是： 通过一定的激励方式，在半导体物质的能带（导带与价带）之间，或者半导体物质的能带与杂质（受主或施主）能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时便产生受激发射作用。半导体激光器的激励方式主要有三种：电注入式、电子束激励式和光泵浦激励式。电注入式半导体激光器一般是由GaAS（砷化镓）、InAS（砷化铟）、Insb（锑化铟）等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射。电子束激励式半导体激光器一般用N型或者P型半导体单晶（PbS、CdS、ZhO等）作为工作物质，通过由外部注入高能电子束进行激励。光泵浦激励式半导体激光器一般用N型或P型半导体单晶（GaAS、InAs、InSb等）作为工作物质，以其它激光器发出的激光作光泵激励。
目前在半导体激光器件中，性能较好、应用较广的是：具有双异质结构的电注入式GaAs二极管半导体激光器。 半导体激光器公司排名_半导体激光器公司有哪些?国内半导体激光器/组件生厂商（排名不计先后）：国内做的很多，中科院半导体所、中航光电、nLight、BWT、西安炬光、北京海特、大族天成、大族锐波、江苏天元、武汉锐科、昆山华辰光电、深圳创鑫激光、苏州长光华芯光电技术有限公司、江苏华芯半导体、中科院苏州纳米所。下面介绍几家半导体激光器公司 半导体激光器公司——海特光电有限责任公司 海特光电有限责任公司是由中国节能环保集团公司和中国科学院半导体研究所在光电子器件国家工程研究中心的基础上合资组建的高新技术企业。公司成立于1999 年8月，注册资本金为1亿元人民币。 海特光电有限责任公司专著于半导体激光器器件和应用产品研发、生产和销售，作为国内半导体激光器市场最早的开拓者，拥有从器件结构设计－外延生长－管芯工艺－器件封装－光纤耦合等全系列完整的半导体激光器工艺与生产链，具有完全的自主研发和批量生产能力，是国内外享有盛誉的半导体激光器及应用产品的研发和制造商。 半导体激光器公司——北京凯普林光电科技有限公司 北京凯普林光电科技有限公司是坐落于中关村丰台科技园区内的一家高新技术企业。2003年3月注册成立。作为中国最具实力的半导体激光器件提供商，凯普林光电
LD泵浦Nd-YAG激光器控制系统设计
目录 目录 1绪论 (1) 1.1课题研究背景及意义 (1) 1.2国内外研究进展 (3) 1.2.1激光器温度稳定控制国内外研究现状 (3) 1.2.2激光器功率稳定控制国内外研究现状 (4) 1.3论文主要研究内容 (5) 2LD泵浦Nd:YAG激光器控制系统的方案设计 (7) 2.1LD泵浦Nd:YAG激光器基本工作原理 (7) 2.1.1LD泵浦Nd:YAG激光器结构 (7) 2.1.2LD泵浦Nd：YAG激光器原理 (8) 2.2激光功率稳定性分析 (11) 2.2.1LD工作特性 (11) 2.2.2Nd:YAG晶体工作特性 (13) 2.3控制系统方案设计 (14) 2.3.1控制系统方案 (14) 2.3.2控制系统可行性分析 (15) 2.4本章小结 (16) 3控制系统硬件设计 (17) 3.1LD驱动电源设计 (17) 3.1.1单片机控制部分 (17) 3.1.2恒流源电路 (19) 3.1.3LD保护电路 (22) 3.2温度稳定控制系统设计 (23) 3.2.1温度稳定控制 (23) 3.2.2温度采集系统 (23) 3.2.3温度控制系统 (27) 3.3功率稳定控制系统设计 (31) 3.4显示电路设计 (32) 3.5JTAG调试 (33) 3.6串口通讯 (33) 3.7本章小结 (34) 4控制系统软件设计 (35) 4.1主程序模块 (35) 4.2子程序模块 (36) I
西安理工大学硕士学位论文 II 4.2.1电流源模块 (36) 4.2.2温度采集和控制模块 (37) 4.2.3功率采集和控制模块 (38) 4.3控制算法 (38) 4.3.1PID控制 (39) 4.3.2数字PID控制及参数整定 (39) 4.4本章小结 (42) 5控制系统实验研究 (43) 5.1恒流源实验分析 (43) 5.1.1恒流源可行性分析 (43) 5.1.2电流源测试分析 (44) 5.2温度控制结果分析 (46) 5.2.1LD温度稳定控制 (46) 5.2.2实验结果分析 (47) 5.3本章小结 (48) 6总结与展望 (49) 致谢 (51) 参考文献 (53) 附录1：电流检测设置程序 (57) 附录2：温度检测及控制程序 (60)
光纤激光器
光纤激光器 1、激光器基本结构 激光器由三部分组成：泵浦源、增益介质、谐振腔。 图 1 激光器基本结构示意图 1.1 原子能级间受激吸收与受激辐射 E 1E 2E 1 E 2受激吸收E=E 1-E 2 E 1E 1 E 2E 2 E=E 1-E 2 受激辐射 E=E 1-E 2E=E 1-E 2图2 受激吸收与受激辐射示意图 受激吸收为在能量为E 入射光子的作用下，处在低能级E 1的粒子吸收能量E 跃迁到高能级E 2的过程。 受激辐射为在入射的能量为E 的光子的作用下，处在高能级E 2的粒子受激
发，跃迁到低能级E 1，同时辐射出与入射光子E 状态相同的光子的过程。 1.2 激光产生过程 如图1，激光器由泵浦源、增益介质、谐振腔组成。增益介质为主要产生激光的工作物质。由于粒子处在低能级比处在高能级稳定，因此通常情况下，物质粒子按照玻尔兹曼分布规律分布，即高能级粒子比低能级粒子少。泵浦源为增益介质提供能量，使增益介质中的低能级粒子吸收能量，受激吸收，向高能级跃迁，使高能级处粒子数高于低能级粒子数，这种分布规律称为粒子数反转分布，使增益介质中积累了大量能量。当有高能级粒子向低能级自发跃迁并释放出光子时，大量高能级粒子在初始光子作用下受激辐射，释放出大量状态相同，即波长相同、能量相同、方向相同、偏振态的光子。这种在泵浦源与增益介质共同作用下使初始光子通过受激辐射效应放大而产生的光即为激光。 对特定波长激光全反射的输 入镜与对该波长激光部分反射的 输出镜构成光学谐振腔。谐振腔 主要有两方面作用：一是提供轴 向光波的光学正反馈；二是控制 激光震荡模式特性。由于输出镜具有部分反射率，它可以使通过增益介质放大的光一部分通过透镜射出腔外，获得我们需要的特定波长的激光，另一部分反射回谐振腔，再由于输入镜对激光具有全反率，从而使轴向光波在谐振腔中往返传播，多次通过激活介质，在腔内形成稳定的自激振荡。由于谐振腔镜只对特定波长的光镀全反射膜和部分反射膜，因此只有特定波长的光能产生自激震荡。通过设计不同形状和不同反射率的谐振腔镜，我们可获得不同模式，不同波长的激光。 图4为一个简单的固体激光器结构示意图。 图4 固体激光器结构示意图 图3 谐振腔示意图
锐科1kw连续光纤激光器使用说明书
版本：V0 连续光纤激光器 使用说明书 1000W 武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司 WuHan Raycus Fiber Laser Technologies CO., LTD
安全信息 在使用该产品之前，请先阅读和了解这份用户手册并熟悉我们为您提供的信息。这份用户手册提供了重要的产品操作，安全以及其他信息给您以及所有将来的用户作参考。为了确保操作安全和产品的最佳性能，请遵循以下注意和警告事项以及该手册的其他信息去操作。 ●连续光纤激光器是IV级的激光产品。在接入交流电源前，要确保连接是正确的三 相380VAC的电源，错误连接电源，将会损坏激光器。 ●请确保使用带有可靠接地以及过流保护装置的交流电源。使用时务必保证激光器 的可靠接地，以避免可能产生的人身伤害。 ●该激光器在1080nm波长范围内发出超过1000瓦的激光辐射。避免眼睛和皮肤接 触到光输出端直接发出或散射出来的辐射。 ●不要打开激光器，因为没有可供用户使用的产品零件或配件。所有保养或维修只 能在锐科公司内进行。 ●在操作该机器时要确保全程配戴激光安全防护眼镜。即使佩戴了激光安全防护眼 镜，也严禁直接观看输出头。 安全标识及位置 上面二个安全标识符号表示有激光辐射，我们把这符号标在产品光纤盒体盖顶上。
目录 1. 产品描述 (1) 1.1. 产品描述 (1) 1.2 实际配置清单 (1) 1.3 使用环境要求及注意事项 (1) 1.4 性能参数 (2) 2. 安装 (2) 2.1 安装尺寸图 (2) 2.2 安装方法 (4) 2.3 冷却系统要求 (4) 3. 控制接口与操作 (5) 3.1串口操作-超级终端 (8) 3.2外部RS232控制 (15) 3.3外部模拟量控制 (16) 4. 质保及返修、退货流程 (17) 4.1一般保修 (17) 4.2保修的限定性 (17) 4.3服务和维修 (17)