1、激光工作介质激光的产生必须选择合适的工作介质,可以是常量、液体、固体或半导体。在这种介质中,粒子数可以反转,为获得激光创造必要的条件。显然,亚稳态能级的存在非常有利于实现粒子数的反向轮回。目前工作介质有近千种,能产生的激光波长包括来自真空紫外通道的远红外,非常广泛。
作为激光器的核心,它由两部分组成:活性粒子(全金属)和基质。活性粒子的能级结构决定了光谱特性、荧光寿命等激光特性,基质主要决定了工作物质的物理化学性质。根据激活粒子的能级结构,可分为三能级系统(如红宝石激光器)和四能级系统(如Er: YAG激光器)。目前,工质主要有四种形状:圆柱形(目前使用最多)、扁平形、盘形和管形。
2、激发源为了使工质中的粒子数反转,必须采用一定的方法来激发原子系统,以增加上能级的粒子数。一般可以用气体放电,用具有动能的电子激发电介质原子,称为电激发;也可用脉冲光源照射工作介质,称为光激发;还有热激励和化学激励。各种激发方法被形象地称为泵激或泵激。为了连续获得激光输出,需要连续“泵浦”以维持高能级比低能级更多的粒子。
冷凝器系统的冷凝器腔具有两个功能:一个是将泵浦源与工作物质有效耦合;另一个是决定泵浦光密度在激光材料上的分布,从而影响输出光束的均匀性、发散性和光学畸变。工质和泵浦源都安装在冷凝腔内,因此冷凝腔的质量直接影响泵的效率和工作性能。目前小型固体激光器中最常用的是椭圆柱形聚光腔。
4、光学谐振腔由全反射镜和部分反射镜组成,是固体激光器的重要组成部分。光学谐振腔除了提供光学正反馈维持激光器连续振荡形成受激发射外,还限制了振荡光束的方向和频率,以保证输出激光的高单色性和高方向性。最简单、最常用的固体激光器的光学谐振腔是由两个相对放置的平面镜(或球面镜)组成。
5、冷却过滤系统冷却过滤系统是激光器必不可少的辅助设备。固态激光器工作时会产生严重的热效应,所以通常需要采取?降温措施。主要冷却激光工作物质、泵浦系统和聚光腔,保证激光器的正常使用和设备的保护。冷却方式有液冷、气冷和传导冷却,但液冷方式是目前应用最广泛的。为了获得高单色激光束,滤光系统起着很大的作用。过滤系统?可以滤除大部分泵浦光和其他干涉光,使输出激光为单色。
标签:激光激光器工作