激光器的三個條件及其作用,激光器的基本結構?
1、激光工作物質。
是指用來實現粒子數反轉並產生光的受激輻射放大作用的物質體系,有時也稱為激光增益媒質,它們可以是固體(晶體、玻璃)、氣體(原子氣體、離子氣體、分子氣體)、半導體和液體等媒質。
對激光工作物質的主要要求,是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現較大程度的粒子數反轉,並使這種反轉在整個激光發射作用過程中盡可能有效地保持下去;為此,要求工作物質具有合適的能級結構和躍遷特性。
2、激勵抽運系統。
是指為使激光工作物質實現並維持粒子數反轉而提供能量來源的機構或裝置。根據工作物質和激光器運轉條件的不同,可以采取不同的激勵方式和激勵裝置。
是利用小型核裂變反應所產生的裂變碎片、高能粒子或放射線來激勵工作物質並實現粒子數反轉的。
3、光學***振腔。
通常是由具有壹定幾何形狀和光學反射特性的兩塊反射鏡按特定的方式組合而成。作用為:
①提供光學反饋能力,使受激輻射光子在腔內多次往返以形成相幹的持續振蕩。
②對腔內往返振蕩光束的方向和頻率進行限制,以保證輸出激光具有壹定的定向性和單色性。***振腔作用取決於組成腔的兩個反射鏡的幾何形狀(反射面曲率半徑)和相對組合方式;給定的***振腔型(其對腔內不同行進方向和不同頻率的光,具有不同的選擇性損耗特性)。
擴展資料
根據工作物質物態的不同可把所有的激光器分為以下幾大類:
①固體激光器(晶體和玻璃),這類激光器所采用的工作物質,是通過把能夠產生受激輻射作用的金屬離子摻入晶體或玻璃基質中構成發光中心而制成的;
②氣體激光器,它們所采用的工作物質是氣體,並且根據氣體中真正產生受激發射作用之工作粒子性質的不同,而進壹步區分為原子氣體激光器、離子氣體激光器、分子氣體激光器、準分子氣體激光器等;
③液體激光器,這類激光器所采用的工作物質主要包括兩類,壹類是有機熒光染料溶液,另壹類是含有稀土金屬離子的無機化合物溶液,其中金屬離子(如Nd)起工作粒子作用,而無機化合物液體則起基質的作用;
④半導體激光器,這類激光器是以壹定的半導體材料作工作物質而產生受激發射作用,其原理是通過壹定的激勵方式(電註入、光泵或高能電子束註入),在半導體物質的能帶之間或能帶與雜質能級之間,通過激發非平衡載流子而實現粒子數反轉,從而產生光的受激發射作用;
⑤自由電子激光器,這是壹種特殊類型的新型激光器,工作物質為在空間周期變化磁場中高速運動的定向自由電子束,只要改變自由電子束的速度就可產生可調諧的相幹電磁輻射,原則上其相幹輻射譜可從X射線波段過渡到微波區域,因此具有很誘人的前景。
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