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固体激光器工作物质是绝缘晶体,一般采用光泵浦激励泵浦激光器使用光源的主要目的是将电能有效地转换成辐射能,并在给定的光谱带上产生高的辐射通量。最有效的激光泵浦灯将使激光材料在激发荧光的波长上产生最大的发射,而在有效吸收带之外的所有光谱范围内产生最小的发射最常用的泵浦光源有:惰性气体放电灯(灯内充入氙山、氪等惰性气体)、金属蒸气灯(灯内充入汞、钠、饵等金属蒸气)、卤化物灯(碘钨灯、镊钨灯等)、半导体激光器、日光泵(用聚光镜将日光会聚到激光棒中)典型应用举例:空间通信领域的Nd:YAG激光器:可以采用碱金属灯、半导体极管和太阳能泵浦系统。空间技术:日光泵适用脉冲Nd:YAG激光器、红宝石激光器和钕玻璃激光器:都是用脉冲氙灯泵浦。因为脉冲氙灯的辐射强度和辐射效率较其他灯都高。低能量泵浦的、小能量连续的Nd:YAG激光器:有时是采用充氪的直管闪光灯泵浦,因为氪灯在低电流密度下工作时,其辐射光谱与Nd:YAG泵浦吸收带相匹配。功率小于1OW的连续Nd:YAG器件中:碘钨灯使用简单、方便,因为它用220V电压即可。连续工作的红宝石激光器:常用高压汞弧灯,因为它是在红宝石吸收带具有足够亮度用以产生激光作用的唯一泵浦源。小型掺钕激光器:砷化镓半导体激光器体积小,产生的激光又与掺钕工作物质吸收谱相匹配各种泵浦光源中,以惰性气体放电灯应用最普遍。4四、惰性气体放电灯的辐射特性连续灯的伏安特性曲线2、惰性气体灯的输出特性及效率1.充气种类的影响原子量大每次碰撞的平均能量转移多。原子电离电位低,电离度大。相同气压和放电条件下,连续谱的成分和总辐射量高例如:Xe的原子序数54,Kr的原子序数36氙灯的连续谱和总能量高于氪灯。对于Vc=1200V,C=250uF,P=600mmhg,d=5mm,l=70mm。氙灯与氪灯效率之比为:100/55。2.充气气压影响充气压增高,效率提高实验发现:充气压增高,特征谱线的线宽也增加。高充气压不易触发高充气压灯,在触发时对灯管的冲击大3.灯电流密度影响最佳电流密度氙灯与氪灯的选择4.灯管内径2、惰性气体灯的技术参数及寿命影响着火电压和自闪电压的因素17椭圆柱聚光器内反射表面的横截面:椭圆。光线聚集过程:从椭圆一个焦点发出的所有光线,经椭圆面反射后将会聚到另一焦点上。椭圆腔的焦外几何光路椭圆柱聚光腔圆柱聚光器结构特点:内反射表面→圆柱空腔,激光棒、灯置于轴线两侧。圆=焦点重合的椭圆。圆柱聚光腔是椭圆柱聚光腔的特例,相当于焦距和偏心率为零。激光棒、灯的放置相当于椭圆柱聚光器的"焦外放置"。球面和旋转椭球面聚光腔三维成像聚光系统可以获得高的传递效率圆球:灯和棒紧靠的中心线对称放置,灯发出的各个方向光线反射后汇聚到棒的位置。旋转椭球体:灯和棒沿长轴放在焦点和椭球面之间。锥形反射系统:灯和激光棒位于两圆锥的轴上,两圆锥通过圆柱形反射面相连。紧耦合非聚焦聚光腔漫反射聚光腔26影响聚光器的效率因素之一。按反射类型分累:镜面反射、漫反射两种常用反光层:金属反光层:金属或玻璃材料聚光器适用多层介质膜:金属或玻璃材料聚光器适用,但要对有用光谱反射率高,无用光反射率低。漫反射粉末:MgO,BaSO4,白色细小颗粒。反射率高,且与波长无关,但容易损坏,可装载与两个同心石英管之间金属膜层的反射率与波长的关系增益和温度分布不均起振不均光斑强度不均光学畸变激光效率和发散角变坏影响泵浦光分布的因素聚光器的聚光特性聚焦或漫反射激光棒表面情况抛光或磨毛激光棒吸收系数与棒半径之积直照情况思考题