光纖激光的原理

2 沖，每單個(gè)脈沖有一個(gè)持續(xù)時(shí)間，比如說(shuō) 10 ns(納秒)，一般稱(chēng)作單個(gè)脈沖寬度，或單個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間，我們用 t 表示。這種激光器可以發(fā)出一連串脈沖，比如，1 秒鐘發(fā)出 10 個(gè)脈沖，或者有的就發(fā)出 一個(gè)脈沖。這時(shí)，我們就說(shuō)脈沖重復(fù)(頻)率前者為 10，后者為 1，那么，1 秒鐘發(fā)出 10 個(gè)脈沖，它的脈沖重復(fù)周期為 0.1 秒，而 1 秒鐘發(fā)出 1 個(gè)脈沖，那么，它的脈沖重復(fù)周期為 1 秒，我們用 T 表示這個(gè)脈沖重復(fù)周期。 如果單個(gè)脈沖的能量為 E， 那么 E/T 稱(chēng)作脈沖激光器的平均功率，這是在一個(gè)周期內(nèi)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，即有激光輸出的這段時(shí)間內(nèi)的功率，一般稱(chēng)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)，由于脈沖寬度 t 很小，它的峰值功率很大。 脈沖能量E=1mj 脈寬t=100ns 重復(fù)頻率20-80K 脈沖持續(xù)時(shí)間T=1s/2k=？秒 平均功率P=E/T=0.001J/0.00005s=20W P峰值功率=E/t

激光的分類(lèi)： 激光按波段分，可分為可見(jiàn)光、紅外、紫外、X光、多波長(zhǎng)可調(diào)諧 ，目前工業(yè)用紅外及紫外激光。例如CO2激光器10.64um紅外

3 激光, 氪燈泵浦YAG激光器1.064um紅外激光, 氙燈泵浦YAG激光器1.064um紅外激光, 半導(dǎo)體側(cè)面/端面泵浦激光器1.064um紅外激光。 激光器的種類(lèi)分，可分為固體、氣體、液體、半導(dǎo)體和染料等幾種類(lèi)型： （ 1 ）固體激光器一般小而堅(jiān)固，脈沖輻射功率較高，應(yīng)用范圍較廣泛。如：Nd:YAG激光器。Nd（釹）是一種稀土元素，YAG代表釔鋁石榴石，晶體結(jié)構(gòu)與紅寶石相似。 （ 2 ）半導(dǎo)體激光器可以通過(guò)外加的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度、壓力等改變激光的波長(zhǎng)，能將電能直接轉(zhuǎn)換為激光能，所以發(fā)展迅速。 （ 3 ）氣體激光器以氣體為工作物質(zhì)(主要為惰性氣體)，單色性和相干性較好，激光波長(zhǎng)可達(dá)數(shù)千種，應(yīng)用廣泛。氣體激光器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、操作方便。在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、精密測(cè)量、全息技術(shù)等方面應(yīng)用廣泛。氣體激光器有電能、熱能、化學(xué)能、光能、核能等多種激勵(lì)方式。 （ 4 ）以液體染料為工作物質(zhì)的染料激光器于 1966 年問(wèn)世，廣泛應(yīng)用于各種科學(xué)研究領(lǐng)域。現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)的能產(chǎn)生激光的染料，大約在 500 種左右。這些染料可以溶于酒精、苯、丙酮、水或其他溶液。它們還可以包含在有機(jī)塑料中以固態(tài)出現(xiàn)，或升華為蒸汽，以氣態(tài)形式出現(xiàn)。所以染料激光器也稱(chēng)為 “ 液體激光器 ” 。染料激光器的突出特點(diǎn)是波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)。燃料激光器種類(lèi)繁多，價(jià)格低廉，效率高，輸出功率可與氣體和固體激光器相媲美，應(yīng)用于分光光譜、光

4 化學(xué)、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)。 （ 5 ）紅外激光器已有多種類(lèi)型，應(yīng)用范圍廣泛，它是一種新型的紅外輻射源，特點(diǎn)是輻射強(qiáng)度高、單色性好、相干性好、方向性強(qiáng)。 （ 6 ） X 射線(xiàn)激光器在科研和軍事上有重要價(jià)值，應(yīng)用于激光反導(dǎo)彈武器中具有優(yōu)勢(shì)；生物學(xué)家用 X 射線(xiàn)激光能夠研究活組織中的分子結(jié)構(gòu)或詳細(xì)了解細(xì)胞機(jī)能 用 X 射線(xiàn)激光拍攝分子結(jié)構(gòu)的照片 , 所得到的生物分子像的對(duì)比度很高。 （ 7 ）化學(xué)激光器 有些化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生足夠多的高能原子，就可以釋放出大能量，可用來(lái)產(chǎn)生激光作用。 （ 8 ）自由電子激光器 這類(lèi)激光器比其他類(lèi)型更適于產(chǎn)生很大功率的輻射。它的工作機(jī)制與眾不同，它從加速器中獲得幾千萬(wàn)伏高能調(diào)整電子束，經(jīng)周期磁場(chǎng)，形成不同能態(tài)的能級(jí)，產(chǎn)生受激輻射。 光分為可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光:是根據(jù)人的肉眼是否能看到來(lái)劃分的。光的可見(jiàn)與不可見(jiàn)與光（或者說(shuō)電磁波，光就是電磁波）的波長(zhǎng)有關(guān)系，人眼能看到的電磁波的波長(zhǎng)范圍是400nm到760nm，400nm左右的是紫色光，小于這個(gè)波長(zhǎng)的人眼就看不到了，是紫外線(xiàn)。760nm附件的是紅色光，波長(zhǎng)大于這個(gè)范圍，人眼也感覺(jué)不到也就是紅外線(xiàn)。

5 波長(zhǎng)為380—780nm的電磁波為可見(jiàn)光。可見(jiàn)光透過(guò)三棱鏡可以呈現(xiàn)出紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色組成的光譜。紅色光波最長(zhǎng)，640—780nm；紫色光波最短，380—430nm。 紅640—780nm 橙640—610nm 黃610—530nm 綠505—525nm 藍(lán)505—470nm 紫470—380nm 肉眼看得見(jiàn)的是電磁波中很短的一段，從0.4-0.76微米這部分稱(chēng)為可見(jiàn)光。可見(jiàn)光經(jīng)三棱鏡分光后，成為一條由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色組成的光帶，這光帶稱(chēng)為光譜。其中紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，紫光波長(zhǎng)最短，其它各色光的波長(zhǎng)則依次介于其間。波長(zhǎng)長(zhǎng)于紅光的(>0.76微米)有紅外線(xiàn)有無(wú)線(xiàn)電波；波長(zhǎng)短于紫色光的(<0.4微米)有紫外線(xiàn) 常見(jiàn)的可見(jiàn)光有:

紅光、紫光

6 常用的是：紅外和紫外，紅外的如：YAG燈泵浦，CO2，半導(dǎo)體側(cè)面/端面泵浦，光纖 激光依據(jù)釋放能量的方式可分為：連續(xù)和脈沖激光，連續(xù)激光是以穩(wěn)定、連續(xù)的光束釋放出能量，如二氧化碳、CW光纖激光器。脈沖激光的能量是以脈沖的形式釋放的，即激光能量在一個(gè)固定的（也有可調(diào)節(jié)的）時(shí)間內(nèi)（脈沖寬度）釋放出來(lái)（稱(chēng)為一個(gè)脈沖），而每個(gè)脈沖之間的時(shí)間是可控的，依據(jù)脈沖寬度，此類(lèi)激光又可分為長(zhǎng)脈沖激光（脈寬為毫秒級(jí)）和短脈沖激光（脈寬為納秒級(jí)），近年又出現(xiàn)了皮秒激光(1皮秒等于一萬(wàn)億分之一秒(10E-12秒)。 激光脈沖:指的是脈沖工作方式的激光器發(fā)出的一個(gè)光脈沖，簡(jiǎn)單的說(shuō)，好比手電筒的工作一樣，一直合上按鈕就是連續(xù)工作，合上開(kāi)關(guān)立刻又關(guān)掉就是發(fā)出了一個(gè)“光脈沖”

光纖激光器工作原理?哪個(gè)網(wǎng)站能看到詳細(xì)分析?

光纖激光器簡(jiǎn)單點(diǎn)講就是在一些摻雜(如鐿等)光纖上加泵浦光源(一般是LD)進(jìn)行激勵(lì),產(chǎn)生較小功率的激光,然后再通過(guò)合束裝置,將幾個(gè)模塊產(chǎn)生的激光進(jìn)行耦合,以達(dá)到高功率的激光輸出.要想詳細(xì)的了解和分析,建議找些專(zhuān)業(yè)的論文來(lái)看看,也非三兩句話(huà)就能說(shuō)清的,學(xué)術(shù)論文里應(yīng)該有很多這種介紹的.

光纖激光器的工作原理

原發(fā)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產(chǎn)生的基本原理（一）、激光的形成及產(chǎn)生的基本條件1、粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布EE2E玻爾茲曼分布反轉(zhuǎn)分布E1n3n2n1nn2en1EE21KTE2E1n1n2n3單位時(shí)間內(nèi)STE增加的光子數(shù)密度單位時(shí)間內(nèi)STA減少的光子數(shù)密度w21n2B21n2w12n1B12n1n2f2n1f1正常分布受激吸收占主導(dǎo)光衰減，吸收f(shuō)2n2n1f1反轉(zhuǎn)分布受激輻射占主導(dǎo)光放大有增益N2N1增益介質(zhì)：處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)的物質(zhì)為實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，要求在單位時(shí)間內(nèi)激發(fā)到上能級(jí)的粒子數(shù)密度越多越好，下能級(jí)的粒子數(shù)越少越好，上能級(jí)粒子數(shù)的壽命長(zhǎng)些好。第二部分激光產(chǎn)生的基本原理2.激光器的基本結(jié)構(gòu)nw21A21w21n1STE光子集中在幾個(gè)模式軸向模非軸向模技術(shù)思想的重大突破－F-P光諧振腔?開(kāi)放式光諧振腔使特定（軸向）模式的增加,其它（非軸向）模式數(shù)逸出腔外，使軸向模有很高的光子簡(jiǎn)并度。?工作物質(zhì),光學(xué)諧振腔,激勵(lì)能源是一般激光器的三個(gè)基本部分。3、激光產(chǎn)生的基本條件及激光形成過(guò)程基本條件：1、實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)（粒子數(shù)反常分布）2、滿(mǎn)足閾值條件（增益大于或等于損耗）閾值：產(chǎn)生激光所要需的最低能量激光形成過(guò)程：泵浦（抽運(yùn)）放大粒子數(shù)反轉(zhuǎn)達(dá)到閾值受激放大激光輸出振蕩?粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布是STE占優(yōu)

光纖激光器原理特點(diǎn)有哪些

光纖激光器,其一般是使用半導(dǎo)體激光器為泵源,一組成對(duì)的光纖光柵(一只標(biāo)準(zhǔn)的JK-HR-FBG和一只標(biāo)準(zhǔn)的JK-LR(OC)-FBG)作為腔鏡,摻雜有源光纖作為激發(fā)物質(zhì)的一種結(jié)構(gòu).其原理是半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光,在腔鏡內(nèi)諧振后激發(fā)摻雜有源光纖中摻雜的稀有粒子,從而形成激光

光纖激光打標(biāo)機(jī)原理是什么

光纖激光打標(biāo)機(jī)是利用激光束在各種不同的物質(zhì)表面打上永久的標(biāo)記.打標(biāo)的效應(yīng)是通過(guò)光能燒掉部分物質(zhì),顯出所需刻蝕的圖案、文字、條形碼等各類(lèi)圖形;或者是通過(guò)表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì);或者是通過(guò)光能導(dǎo)致表層物質(zhì)的化學(xué)物理變化而＂刻＂出痕跡.

紅光激光器的原理

以紅寶石激光器為例，工作物質(zhì)是一根紅寶石棒。紅寶石是摻入少許3價(jià)鉻離子的三氧化二鋁晶體。實(shí)際是摻入質(zhì)量比約為0.05%的氧化鉻。由于鉻離子吸收白光中的綠光和藍(lán)光，所以寶石呈粉紅色。1960年梅曼發(fā)明的激光器所產(chǎn)用的紅寶石是一根直徑0.8cm、長(zhǎng)約8cm的圓棒。兩端面是一對(duì)平行平面鏡，一端鍍上全反射膜，一端有10%的透射率，可讓激光透出。

紅寶石激光器中，用高壓氙燈作“泵浦”，利用氙燈所發(fā)出的強(qiáng)光激發(fā)鉻離子到達(dá)激發(fā)態(tài)E3，被抽運(yùn)到E3上的電子很快（～10－8s）通過(guò)無(wú)輻射躍遷到E2。E2是亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)，E2到E1的自發(fā)輻射幾率很小，壽命長(zhǎng)達(dá)10-3s，即允許粒子停留較長(zhǎng)時(shí)間。于是，粒子就在E2上積聚起來(lái)，實(shí)現(xiàn)E2和E1兩能級(jí)上的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。從E2到E1受激發(fā)射的波長(zhǎng)是694.3nm的紅色激光。由脈沖氙燈得到的是脈沖激光，每一個(gè)光脈沖的持續(xù)時(shí)間不到1ms，每個(gè)光脈沖能量在10J以上；也就是說(shuō)，每個(gè)脈沖激光的功率可超過(guò)10kW的數(shù)量級(jí)。注意到上述鉻離子從激發(fā)到發(fā)出激光的過(guò)程中涉及到三條能級(jí)，故稱(chēng)為三能級(jí)系統(tǒng)。由于在三能級(jí)系統(tǒng)中，下能級(jí)E1是基態(tài)，通常情況下積聚大量原子，所以要達(dá)到粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，要有相當(dāng)強(qiáng)的激勵(lì)才行。

什么是光纖激光器?其原理是什么?相對(duì)于氣體和固體激光器有什么優(yōu)點(diǎn)?有哪些研究方向?

光纖激光的概念你可以自己找本書(shū)看下,所有的激光的產(chǎn)生原理都一樣.光纖激光的優(yōu)點(diǎn),光電轉(zhuǎn)換率高,還有一個(gè)關(guān)鍵的特性是可以通過(guò)光纖傳輸,柔性的.研究方向,如何使用高功率激光切割厚板材料,算是一個(gè)方向吧.

光纖打標(biāo)機(jī)原理是什么?

光纖激光打標(biāo)機(jī)是由用光纖作為激光介質(zhì),使得高功率光纖激光器能得到接近衍射極限的光束輸出,采用光纖激光器為基膜輸出,聚焦光斑直徑10微米再通過(guò)計(jì)算機(jī)控制高速掃描振鏡偏轉(zhuǎn)改變激光光束光路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打標(biāo).激光打標(biāo)是不用力的、非接觸式的,對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)影響幾乎沒(méi)有,打標(biāo)出來(lái)后,字體的質(zhì)感更強(qiáng).

激光切割機(jī)光纖的原理是什么,好做嗎

光纖激光切割機(jī)是采用國(guó)際先進(jìn)的光纖激光器輸出高能呈密度的激光束,并聚焦在工件表面上,使工件上被超細(xì)焦點(diǎn)光斑照射的區(qū)域瞬間融化和氣化,通過(guò)數(shù)控機(jī)械系統(tǒng)移動(dòng)光斑照射位罝而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切割.它是集先進(jìn)的光纖激光技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)于一體的高新技術(shù)設(shè)備.

YAG和光纖激光機(jī)工作原理有何區(qū)別

光纖激光器是把泵浦物質(zhì)摻入到光纖中，由半導(dǎo)體激光器發(fā)出的特定的波長(zhǎng)的激光耦合后。使光纖產(chǎn)生激光。光纖激光切割的優(yōu)點(diǎn)是模式好，利于切割。光電轉(zhuǎn)換率高可以達(dá)到二氧化碳的兩倍。而且在切割薄板金屬的時(shí)候有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楣饫w激光器發(fā)出的光是1070納米的波長(zhǎng) 所以吸收率更高。IPG Photonics公司生產(chǎn)多種工業(yè)激光器產(chǎn)品，它們不僅功能強(qiáng)大，而且性能及可靠性方面可以達(dá)到電信設(shè)備的嚴(yán)格要求。其半導(dǎo)體泵浦光纖激光器和光纖傳導(dǎo)直接半導(dǎo)體管激光器系列，包括1Kw以上的單模激光器、高達(dá)50 kW的多模激光器、25 kW 調(diào)Q脈沖激光器以及高達(dá)10 kW的直接半導(dǎo)體激光器。所有IPG光纖激光器都具有性能可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、半導(dǎo)體泵浦源壽命長(zhǎng)、免維護(hù)、電光轉(zhuǎn)換效率最高、以及在全功率范圍內(nèi)，光束發(fā)散角和光束質(zhì)量完全保持一致等特點(diǎn)。 光纖激光機(jī)可用于微電子、印刷、汽車(chē)、醫(yī)療設(shè)備、造船、航空等諸多行業(yè)，可加工材料涵蓋從心臟支架和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)芯片的微機(jī)械加工，直到厚管壁的深熔焊。使用操作靈活，是光纖激光器最具革命性的特點(diǎn)之一，能夠輕松地集成于2軸和多軸切割機(jī)械、機(jī)器人和振鏡系統(tǒng)內(nèi)。

其結(jié)構(gòu)緊湊，整體大小要比傳統(tǒng)的CO2或YAG激光系統(tǒng)小一個(gè)數(shù)量級(jí)，因而移動(dòng)非常靈活。半導(dǎo)體泵浦源的使用壽命估計(jì)超過(guò)10萬(wàn)個(gè)小時(shí)，根本無(wú)需更換半導(dǎo)體光源。

由于Nd:YAG屬四能級(jí)系統(tǒng), 量子效率高, 受激輻射面積大, 所以它的閾值比紅寶石和釹玻璃低得多。又由于Nd:YAG晶體具有優(yōu)良的熱學(xué)性能, 因此非常適合制成連續(xù)和重頻器件。它是目前在室溫下能夠連續(xù)工作的唯一固體工作物質(zhì)，在中小功率脈沖器件中, 目前應(yīng)用Nd:YAG的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他工作物質(zhì)。

和其他固體激光器 一樣, YAG 激光器 基本組成部分是激光工作物質(zhì)、泵浦源和諧振腔。不過(guò)由于晶體中所摻雜的激活離子種類(lèi)不同, 泵浦源及泵浦方式不同, 所采用的諧振腔的結(jié)構(gòu)不同,以及采用的其他功能性結(jié)構(gòu)器件不同,YAG激光器又可分為多種, 例如按輸出波形可分為連續(xù)波YAG激光器、重頻YAG激光器和脈沖 激光器 等; 按工作波長(zhǎng)分為1.06μmYAG 激光器 、倍頻YAG激光器、拉曼頻移YAG 激光器 (λ=1.54μm)和可調(diào)諧YAG 激光器 (如色心激光器)等; 按摻雜不同可分為Nd:YAG激光器、摻Ho、Tm、Er等的YAG激光器; 以晶體的形狀不同分為棒形和板條形YAG 激光器 ;根據(jù)輸出功率(能量)不同, 可分為高功率和中小功率YAG激光器等。形形色色的YAG 激光器 , 成為固體激光器中最重要的一個(gè)分支。

光纖激光器的結(jié)構(gòu) 和傳統(tǒng)的固體、氣體激光器一樣。光纖激光器基本也是由泵浦源、增益介質(zhì)、諧振腔三個(gè)基本的要素組成。泵浦源一般采用高功率半導(dǎo)體激光器(LD)，增益介質(zhì)為稀土摻雜光纖或普通非線(xiàn)性光纖，諧振腔可以由光纖光柵等光學(xué)反饋元件構(gòu)成各種直線(xiàn)型諧振腔，也可以用耦合器構(gòu)成各種環(huán)形諧振腔泵浦光經(jīng)適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)耦合進(jìn)入增益光纖，增益光纖在吸收泵浦光后形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)或非線(xiàn)性增益并產(chǎn)生自發(fā)輻射所產(chǎn)生的自發(fā)輻射光經(jīng)受激放大和諧振腔的選模作用后．最終形成穩(wěn)定激光輸出。

光纖激光器有兩種激射狀態(tài), 一種是三能級(jí)激射, 另一種是四能級(jí)激射。兩者的差別在于較低能級(jí)所處的位置在三能級(jí)系統(tǒng)中, 激光下能級(jí)即為基態(tài), 或是極靠近基態(tài)的能級(jí)。而在四能級(jí)系統(tǒng)中, 激光下能級(jí)和基態(tài)能級(jí)之間仍然存在一個(gè)躍遷, 通常為無(wú)輻射躍遷。電子從基態(tài)提升到高于激光上能級(jí)的一個(gè)或多個(gè)泵浦帶, 電子一般通過(guò)非輻射躍遷到達(dá)激光上能級(jí)泵浦帶上的電子很快弛豫到壽命長(zhǎng)的亞穩(wěn)態(tài), 在亞穩(wěn)態(tài)上積累電子造成電子數(shù)多于激光下能級(jí), 即形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。電子以輻射光子的形式放出能量回到基態(tài)這種自發(fā)發(fā)射的光子被光 學(xué)諧振腔反饋回增益介質(zhì)中誘發(fā)受激發(fā)射, 產(chǎn)生與誘發(fā)這一過(guò)程的光子性質(zhì)完。