光纤激光的原理
2 冲,每单个脉冲有一个持续时间,比如说 10 ns(纳秒),一般称作单个脉冲宽度,或单个脉冲持续时间,我们用 t 表示。这种激光器可以发出一连串脉冲,比如,1 秒钟发出 10 个脉冲,或者有的就发出 一个脉冲。这时,我们就说脉冲重复(频)率前者为 10,后者为 1,那么,1 秒钟发出 10 个脉冲,它的脉冲重复周期为 0.1 秒,而 1 秒钟发出 1 个脉冲,那么,它的脉冲重复周期为 1 秒,我们用 T 表示这个脉冲重复周期。 如果单个脉冲的能量为 E, 那么 E/T 称作脉冲激光器的平均功率,这是在一个周期内的平均值。例如, E = 50 mJ(毫焦), T = 0.1 秒, 那么, 平均功率 P平均 = 50 mJ/0.1 s = 500 mW。 如果用 E 除以 t,即有激光输出的这段时间内的功率,一般称作峰值功率(peak power),例如,在前面的例子中 E = 50 mJ, t = 10 ns, P峰值 = 50 ×10^(-3)/[10×10^(-9)] = 5×10^6 W = 5 MW(兆瓦),由于脉冲宽度 t 很小,它的峰值功率很大。 脉冲能量E=1mj 脉宽t=100ns 重复频率20-80K 脉冲持续时间T=1s/2k=?秒 平均功率P=E/T=0.001J/0.00005s=20W P峰值功率=E/t
激光的分类: 激光按波段分,可分为可见光、红外、紫外、X光、多波长可调谐 ,目前工业用红外及紫外激光。例如CO2激光器10.64um红外
3 激光, 氪灯泵浦YAG激光器1.064um红外激光, 氙灯泵浦YAG激光器1.064um红外激光, 半导体侧面/端面泵浦激光器1.064um红外激光。 激光器的种类分,可分为固体、气体、液体、半导体和染料等几种类型: ( 1 )固体激光器一般小而坚固,脉冲辐射功率较高,应用范围较广泛。如:Nd:YAG激光器。Nd(钕)是一种稀土元素,YAG代表钇铝石榴石,晶体结构与红宝石相似。 ( 2 )半导体激光器可以通过外加的电场、磁场、温度、压力等改变激光的波长,能将电能直接转换为激光能,所以发展迅速。 ( 3 )气体激光器以气体为工作物质(主要为惰性气体),单色性和相干性较好,激光波长可达数千种,应用广泛。气体激光器结构简单、造价低廉、操作方便。在工农业、医学、精密测量、全息技术等方面应用广泛。气体激光器有电能、热能、化学能、光能、核能等多种激励方式。 ( 4 )以液体染料为工作物质的染料激光器于 1966 年问世,广泛应用于各种科学研究领域。现在已发现的能产生激光的染料,大约在 500 种左右。这些染料可以溶于酒精、苯、丙酮、水或其他溶液。它们还可以包含在有机塑料中以固态出现,或升华为蒸汽,以气态形式出现。所以染料激光器也称为 “ 液体激光器 ” 。染料激光器的突出特点是波长连续可调。燃料激光器种类繁多,价格低廉,效率高,输出功率可与气体和固体激光器相媲美,应用于分光光谱、光
4 化学、医疗和农业。 ( 5 )红外激光器已有多种类型,应用范围广泛,它是一种新型的红外辐射源,特点是辐射强度高、单色性好、相干性好、方向性强。 ( 6 ) X 射线激光器在科研和军事上有重要价值,应用于激光反导弹武器中具有优势;生物学家用 X 射线激光能够研究活组织中的分子结构或详细了解细胞机能 用 X 射线激光拍摄分子结构的照片 , 所得到的生物分子像的对比度很高。 ( 7 )化学激光器 有些化学反应产生足够多的高能原子,就可以释放出大能量,可用来产生激光作用。 ( 8 )自由电子激光器 这类激光器比其他类型更适于产生很大功率的辐射。它的工作机制与众不同,它从加速器中获得几千万伏高能调整电子束,经周期磁场,形成不同能态的能级,产生受激辐射。 光分为可见光和不可见光:是根据人的肉眼是否能看到来划分的。光的可见与不可见与光(或者说电磁波,光就是电磁波)的波长有关系,人眼能看到的电磁波的波长范围是400nm到760nm,400nm左右的是紫色光,小于这个波长的人眼就看不到了,是紫外线。760nm附件的是红色光,波长大于这个范围,人眼也感觉不到也就是红外线。
5 波长为380—780nm的电磁波为可见光。可见光透过三棱镜可以呈现出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的光谱。红色光波最长,640—780nm;紫色光波最短,380—430nm。 红640—780nm 橙640—610nm 黄610—530nm 绿505—525nm 蓝505—470nm 紫470—380nm 肉眼看得见的是电磁波中很短的一段,从0.4-0.76微米这部分称为可见光。可见光经三棱镜分光后,成为一条由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的光带,这光带称为光谱。其中红光波长最长,紫光波长最短,其它各色光的波长则依次介于其间。波长长于红光的(>0.76微米)有红外线有无线电波;波长短于紫色光的(<0.4微米)有紫外线 常见的可见光有:
红光、紫光
6 常用的是:红外和紫外,红外的如:YAG灯泵浦,CO2,半导体侧面/端面泵浦,光纤 激光依据释放能量的方式可分为:连续和脉冲激光,连续激光是以稳定、连续的光束释放出能量,如二氧化碳、CW光纤激光器。脉冲激光的能量是以脉冲的形式释放的,即激光能量在一个固定的(也有可调节的)时间内(脉冲宽度)释放出来(称为一个脉冲),而每个脉冲之间的时间是可控的,依据脉冲宽度,此类激光又可分为长脉冲激光(脉宽为毫秒级)和短脉冲激光(脉宽为纳秒级),近年又出现了皮秒激光(1皮秒等于一万亿分之一秒(10E-12秒)。 激光脉冲:指的是脉冲工作方式的激光器发出的一个光脉冲,简单的说,好比手电筒的工作一样,一直合上按钮就是连续工作,合上开关立刻又关掉就是发出了一个“光脉冲”
光纤激光器工作原理?哪个网站能看到详细分析?
光纤激光器简单点讲就是在一些掺杂(如镱等)光纤上加泵浦光源(一般是LD)进行激励,产生较小功率的激光,然后再通过合束装置,将几个模块产生的激光进行耦合,以达到高功率的激光输出.要想详细的了解和分析,建议找些专业的论文来看看,也非三两句话就能说清的,学术论文里应该有很多这种介绍的.
光纤激光器的工作原理
原发布者:小落xiaoluo1
激光器的工作原理激光的基本原理及特性激光产生的基本原理(一)、激光的形成及产生的基本条件1、粒子数反转分布EE2E玻尔兹曼分布反转分布E1n3n2n1nn2en1EE21KTE2E1n1n2n3单位时间内STE增加的光子数密度单位时间内STA减少的光子数密度w21n2B21n2w12n1B12n1n2f2n1f1正常分布受激吸收占主导光衰减,吸收f2n2n1f1反转分布受激辐射占主导光放大有增益N2N1增益介质:处于粒子数反转分布状态的物质为实现粒子数反转分布,要求在单位时间内激发到上能级的粒子数密度越多越好,下能级的粒子数越少越好,上能级粒子数的寿命长些好。第二部分激光产生的基本原理2.激光器的基本结构nw21A21w21n1STE光子集中在几个模式轴向模非轴向模技术思想的重大突破-F-P光谐振腔•开放式光谐振腔使特定(轴向)模式的增加,其它(非轴向)模式数逸出腔外,使轴向模有很高的光子简并度。•工作物质,光学谐振腔,激励能源是一般激光器的三个基本部分。3、激光产生的基本条件及激光形成过程基本条件:1、实现粒子数反转(粒子数反常分布)2、满足阈值条件(增益大于或等于损耗)阈值:产生激光所要需的最低能量激光形成过程:泵浦(抽运)放大粒子数反转达到阈值受激放大激光输出振荡•粒子数反转分布是STE占优
光纤激光器原理特点有哪些
光纤激光器,其一般是使用半导体激光器为泵源,一组成对的光纤光栅(一只标准的JK-HR-FBG和一只标准的JK-LR(OC)-FBG)作为腔镜,掺杂有源光纤作为激发物质的一种结构.其原理是半导体激光器发出的光,在腔镜内谐振后激发掺杂有源光纤中掺杂的稀有粒子,从而形成激光
红光激光器的原理
以红宝石激光器为例,工作物质是一根红宝石棒。红宝石是掺入少许3价铬离子的三氧化二铝晶体。实际是掺入质量比约为0.05%的氧化铬。由于铬离子吸收白光中的绿光和蓝光,所以宝石呈粉红色。1960年梅曼发明的激光器所产用的红宝石是一根直径0.8cm、长约8cm的圆棒。两端面是一对平行平面镜,一端镀上全反射膜,一端有10%的透射率,可让激光透出。
红宝石激光器中,用高压氙灯作“泵浦”,利用氙灯所发出的强光激发铬离子到达激发态E3,被抽运到E3上的电子很快(~10-8s)通过无辐射跃迁到E2。E2是亚稳态能级,E2到E1的自发辐射几率很小,寿命长达10-3s,即允许粒子停留较长时间。于是,粒子就在E2上积聚起来,实现E2和E1两能级上的粒子数反转。从E2到E1受激发射的波长是694.3nm的红色激光。由脉冲氙灯得到的是脉冲激光,每一个光脉冲的持续时间不到1ms,每个光脉冲能量在10J以上;也就是说,每个脉冲激光的功率可超过10kW的数量级。注意到上述铬离子从激发到发出激光的过程中涉及到三条能级,故称为三能级系统。由于在三能级系统中,下能级E1是基态,通常情况下积聚大量原子,所以要达到粒子数反转,要有相当强的激励才行。
求喷码机的专业人员:光纤激光打标机的工作原理是什么?白墨喷码机为什么总是容易出问题?
光纤激光打标机主要由光纤激光器、振镜头、控制器三部分组成,工作原理是在控制器的控制下光纤激光器发出的激光束通过振镜头(包括场镜)使物体表面材料汽化或发生颜色变化,进而形成文字、条码、图形等任意形状.白墨喷墨机很少见,质量不行吧
光纤激光打标机原理是什么
光纤激光打标机是利用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记.打标的效应是通过光能烧掉部分物质,显出所需刻蚀的图案、文字、条形码等各类图形;或者是通过表层物质的蒸发露出深层物质;或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化而"刻"出痕迹.
什么是光纤激光器?其原理是什么?相对于气体和固体激光器有什么优点?有哪些研究方向?
光纤激光的概念你可以自己找本书看下,所有的激光的产生原理都一样.光纤激光的优点,光电转换率高,还有一个关键的特性是可以通过光纤传输,柔性的.研究方向,如何使用高功率激光切割厚板材料,算是一个方向吧.
光纤打标机原理是什么?
光纤激光打标机是由用光纤作为激光介质,使得高功率光纤激光器能得到接近衍射极限的光束输出,采用光纤激光器为基膜输出,聚焦光斑直径10微米再通过计算机控制高速扫描振镜偏转改变激光光束光路实现自动打标.激光打标是不用力的、非接触式的,对产品的品质影响几乎没有,打标出来后,字体的质感更强.
激光切割机光纤的原理是什么,好做吗
光纤激光切割机是采用国际先进的光纤激光器输出高能呈密度的激光束,并聚焦在工件表面上,使工件上被超细焦点光斑照射的区域瞬间融化和气化,通过数控机械系统移动光斑照射位罝而实现自动切割.它是集先进的光纤激光技术、数控技术、精密机械技术于一体的高新技术设备.