激光器的基本组成
作者:admin 来源: 日期:2016/7/19 18:01:14
激光器虽然多种多样,但都是通过激励和受激辐射产生激光的,因此激光器的基本组成是固定的,通常由工作物质(即被激励后能产生粒子数反转的工作介质)、激励源(能使工作物质发生粒子数反转的能源,又叫泵浦源)和光学谐振腔三部分组成。
①工作物质。激光的产生必须选择合适的工作物质,可以是气体、液体、固体或者半导体。在这种介质中可以实现粒子数反转,以制造获得激光的必要条件。显然亚稳态能级的存在,对实现粒子数反转是非常有利的。现有的工作物质有近千种,可产生的激光波长覆盖真空紫外波段到远红外波段,非常广泛。
②激励源。为使工作物质中出现粒子数反转,必须采用一定的方法去激励粒子体系,使处于高能级的粒子数量增加。可以采用气体放电的方法利用具有动能的电子去激发工作物质,称为电激励;也可用脉冲光源照射工作物质产生激励,称为光激励;还有热激励、化学激励等。各种激励方式被形象地称为泵浦或抽运。为了不断得到激光输出,必须不断地“泵浦”以维待处于激发态的粒子数。
③光学谐振腔。有了合适的工作物质和激励源后,可以实现拉子数反转,但这样产生的受激辐射强度很低,无法应用。于是人们想到可采用光学谐振腔对受激辐射进行“放大”。光学谐振腔是由具有一定几何形状和光学反射特性的两块反射镜按特定的方式组合而成的。它的主要作用如下。
a.提供光学反馈能力,使受激辐射光子在腔内多次往返以形成相干的持续震荡。
b.对腔内往返振荡光束的方向和叙率进行限制,以保证输出激光具有一定的定向性和单色性。
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