戀夜直播app官方正版下载_戀夜直播高品质美女在线视频互动社区_戀夜直播官方版

閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
金屬鈑金新聞

打造企業(yè)全生命周期資產(chǎn)管理平臺 三張表看懂各類激光器的特點(diǎn)及應(yīng)用

Nick 來源:慕光laser2018-07-23 我要評論(0 )   

激光技術(shù)已從方方面面走進(jìn)了人們的生活,但激光器種類繁多,其各自波長不同,特性不同,因此所應(yīng)用的領(lǐng)域也不同。相信大多數(shù)人面對紛繁復(fù)雜的激光器種類,多少覺得有點(diǎn)...

激光技術(shù)已從方方面面走進(jìn)了人們的生活,但激光器種類繁多,其各自波長不同,特性不同,因此所應(yīng)用的領(lǐng)域也不同。相信大多數(shù)人面對紛繁復(fù)雜的激光器種類,多少覺得有點(diǎn)頭疼。因此,本文將各類型的激光器進(jìn)行了匯總,為大家逐一講解各類激光器的特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用的情況。

按工作介質(zhì)不同,激光器分為固體激光器、氣體激光器、染料激光器、半導(dǎo)體激光器、光纖激光器和自由電子激光器6種。其中固體激光器和氣體激光器還有很多細(xì)分種類。除自由電子激光器外,各種激光器的基本工作原理均相同,包括泵浦源、光學(xué)諧振腔和增益介質(zhì)三部分。

在固體激光器中,一般以光作為泵浦源,能產(chǎn)生激光的晶體或玻璃被稱為激光工作物質(zhì)。激光工作物質(zhì)由基質(zhì)和激活離子兩部分組成,基質(zhì)材料為激活離子提供了一個合適的存在與工作環(huán)境,而由激活離子完成激光產(chǎn)生過程。常用的激活離子主要是過渡金屬離子,如鉻、鉆、鎳等離子以及稀土金屬離子,如釹離子等。表面鍍有介質(zhì)膜的反射鏡作為諧振腔鏡片,其中一片為全反鏡,一片為半反鏡。當(dāng)采用不同的激活離子、不同的基質(zhì)材料和不同波長的光激勵,會發(fā)射出各種不同波長的激光。

三張表看懂各類激光器的特點(diǎn)及應(yīng)用

紅寶石激光器輸出的激光波長為694.3nm,光電轉(zhuǎn)換率低,只有0.1%。但其熒光壽命長,有利于儲能,可輸出較高的脈沖峰值功率,一根筆芯粗細(xì),手指長的紅寶石棒產(chǎn)生的激光就可以輕松的產(chǎn)生打穿鐵皮。在效率更高的YAG激光器出現(xiàn)之前,紅寶石激光器被廣泛地用在激光切割、鉆孔上。此外,694nm的光極易被黑色素吸收,因此紅寶石激光器還被用于色素性病變(皮膚長斑)的治療。

鈦藍(lán)寶石激光器因其晶體性質(zhì),具備較寬的可調(diào)諧范圍(即可調(diào)波長范圍),可根據(jù)需要,輸出660nm-1200nm波長的光。加上倍頻技術(shù)(能使光的頻率翻倍,即波長減半)的成熟,波長范圍可擴(kuò)展到330nm-600nm。鈦藍(lán)寶石激光器被用于飛秒分光、非線性光學(xué)研究、生成白光、生成太赫茲波等,在醫(yī)美方面也有應(yīng)用。

YAG是釔鋁石榴石的簡稱,該物質(zhì)是目前綜合特性最為優(yōu)異的激光晶體基質(zhì),在摻入釹(Nd)之后可輸出1064nm的光,最大連續(xù)輸出功率可達(dá)1000w。早期使用惰性氣體閃光燈作為激光器的泵浦源,但閃光燈泵浦方式,光譜范圍寬,與激光增益介質(zhì)吸收光譜重合性差,熱負(fù)荷較大,造成光電轉(zhuǎn)換率低的后果。因此現(xiàn)在使用LD(激光二極管)泵浦,可實(shí)現(xiàn)激光器的高效率,高功率,長壽命。Nd:YAG激光器可用于血管瘤的治療,抑制腫瘤生長。但這種激光對組織的熱損傷是非選擇性的,在凝固瘤體血管的同時,多余的能量也會損傷周圍正常的組織,術(shù)后容易留下瘢痕。因此,Nd:YAG激光多用于外科、婦科、五官科,而少用于皮膚科。

Yb:YAG,在YAG中摻入鐿(Yb),可輸出1030nm的光。Yb:YAG的泵浦波長為941nm,與輸出波長非常接近,可實(shí)現(xiàn)91.4%的泵浦量子效率,伴隨泵浦產(chǎn)生的熱量則被抑制到10%以內(nèi)(輸入的能量大多數(shù)轉(zhuǎn)換為輸出激光的能量,少部分變成熱,意味著轉(zhuǎn)換效率很高),是Nd:YAG的25%~30%。Yb:YAG已成為最引人注目的固體激光介質(zhì)之一,LD泵浦的高功率Yb:YAG固體激光器成為新的研究熱點(diǎn),并被視為發(fā)展高效、高功率固體激光器的一個主要方向。

除了上述兩種,YAG還可摻入鈥(Ho)、鉺(Er)等。Ho:YAG可產(chǎn)生對人眼安全的2097nm和2091nm激光,主要適用于光通信,雷達(dá)和醫(yī)學(xué)應(yīng)用。Er:YAG則輸出2.9μm的光,人體對這一波長吸收率很高,對激光外科和血管外科有很大的應(yīng)用潛力。

氣體激光器是利用氣體作為增益介質(zhì)的激光器,一般是對氣體放電進(jìn)行泵浦(與固體激光器大同小異,不再贅述)。氣體種類有原子氣體(氦氖激光器、惰性氣體離子激光器、金屬蒸汽激光器)、分子氣體(氮?dú)饧す馄?、二氧化碳激光器)、?zhǔn)分子氣體,還有通過化學(xué)反應(yīng)提供泵浦能量的特殊氣體激光器。

三張表看懂各類激光器的特點(diǎn)及應(yīng)用

氦氖激光器(HeNe)是以75%以上的He和15%以下的Ne的混合氣體作為增益介質(zhì),根據(jù)工作環(huán)境不同,可發(fā)出綠(543.5nm)、黃(594.1nm)、橙(612.0nm)、紅(632.8nm)及三種近紅外光(1152nm、1523nm和3391nm),其中紅光(632.8nm)最為常用。HeNe激光器輸出的光束呈高斯分布,光束質(zhì)量非常穩(wěn)定,雖然功率不高,但在精密測量領(lǐng)域有著不俗的表現(xiàn)。

惰性氣體激光器常見的是氬離子(Ar+)和氪離子(Kr+)。其能量轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)0.6%,可長期連續(xù)穩(wěn)定輸出30-50w的功率,壽命超過1000h。主要用于激光顯示、拉曼光譜、全息、非線性光學(xué)等研究領(lǐng)域以及醫(yī)療診斷、打印分色、計(jì)量測定材料加工及信息處理等方面。

金屬蒸汽激光器以銅蒸氣為例。銅蒸氣激光器主要輸出綠光(510.5nm)和黃光(578.2nm),可達(dá)到100w的平均功率和100kw的峰值功率。  其主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槿玖霞す馄鞯谋闷衷础4送?,還可用于高速閃光照相、大屏幕投影電視及材料加工等。

氮分子激光器以氮?dú)鉃樵鲆娼橘|(zhì),可發(fā)射337.1nm 、357.7 nm、315.9 nm的紫外光,峰值功率可達(dá)45kw??勺鳛橛袡C(jī)染料激光器的泵浦光源,在激光分離同位素、熒光診斷、超高速攝影、污染檢測以及醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)育種等方面也得到廣泛應(yīng)用。由于其短波長更易聚焦得到小光斑,因此還可用于加工亞微米量級的元件。

二氧化碳激光器所用的增益介質(zhì)是混了氦氣和氮?dú)獾亩趸?,可輸出?.6μm和10.6μm波長為中心的遠(yuǎn)紅外光。二氧化碳激光器的能量轉(zhuǎn)換率高,輸出功率可從幾瓦到幾萬瓦,加上極高的光束質(zhì)量,使得二氧化碳激光器在材料加工、科研、國防及醫(yī)學(xué)方面均有著廣泛應(yīng)用。

準(zhǔn)分子是不穩(wěn)定的分子,在諧振腔內(nèi)充入不同稀有氣體和鹵素氣體的混合物而有不同波長的激光產(chǎn)生。常用相對論電子束(能量大于200千電子伏特)或橫向快速脈沖放電來實(shí)現(xiàn)激勵。當(dāng)受激態(tài)準(zhǔn)分子的不穩(wěn)定分子鍵斷裂而離解成基態(tài)原子時,受激態(tài)的能量以激光輻射的形式放出。在醫(yī)療、光通信、半導(dǎo)體顯視、遙感、激光武器等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。

化學(xué)激光器是一類特殊的氣體激光器,即是一類利用化學(xué)反應(yīng)釋放的能量來實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的激光器。這類激光器大部分以分子躍遷方式工作,典型波長范圍為近紅外到中紅外譜區(qū)。最主要的有氟化氫(HF)和氟化氘(DF)兩種裝置。前者可以在2.6~3.3微米之間輸出15條以上的譜線;后者則約有25條譜線處于3.5~4.2微米之間。這兩種器件目前均可實(shí)現(xiàn)數(shù)兆瓦的輸出。由于其能量巨大,一般用于核工程及軍事領(lǐng)域。

三張表看懂各類激光器的特點(diǎn)及應(yīng)用

染料激光器使用有機(jī)染料作為激光介質(zhì)的激光,通常是一種液體溶液。相比氣體的和固態(tài)的激光介質(zhì),染料激光器通??梢杂糜诟鼜V泛的波長范圍內(nèi)。由于有寬闊的帶寬,使得它們特別適合于可調(diào)諧激光器和脈沖激光器。但由于其介質(zhì)壽命短,輸出功率受限,基本被鈦藍(lán)寶石等波長可調(diào)的固體激光器取代。

半導(dǎo)體激光器是用半導(dǎo)體材料作為工作物質(zhì)的激光器,激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦三種形式。體積小,價(jià)格低,效率高,使用壽命長,功耗低,可用于電子信息、激光打印、激光筆、光通信、激光電視、小型激光投影儀、電子信息、集成光學(xué)等領(lǐng)域,是最實(shí)用最重要的一類激光器。

光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器,應(yīng)用范圍非常廣泛,包括激光光纖通訊、激光空間遠(yuǎn)距通訊、工業(yè)造船、汽車制造、激光雕刻激光打標(biāo)激光切割、印刷制輥、金屬非金屬鉆孔/切割/焊接(銅焊、淬水、包層以及深度焊接)、軍事國防安全、醫(yī)療器械儀器設(shè)備、大型基礎(chǔ)建設(shè),作為其他激光器的泵浦源等等。

自由電子激光器是一類不同于傳統(tǒng)激光器的新型高功率相干輻射光源,它不需要?dú)怏w、液體或固體作為工作物質(zhì), 而是將高能電子束的動能直接轉(zhuǎn)換成相干輻射能.因此, 也可以認(rèn)為自由電子激光器的工作物質(zhì)就是自由電子。它具有高功率、高效率、波長的大范圍調(diào)諧和超短脈沖的時間結(jié)構(gòu)等一系列優(yōu)良特性,除了它, 還沒有一種激光器能同時具備這些特點(diǎn)。在物理學(xué)研究、激光武器、激光聚變、光化學(xué)、光通訊等領(lǐng)域均有非??捎^的前景。

轉(zhuǎn)載請注明出處。

光纖激光器半導(dǎo)體激光器自由電子激光器
免責(zé)聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé),版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個人認(rèn)為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請及時向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細(xì)侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點(diǎn)評
0相關(guān)評論
精彩導(dǎo)讀