问答网

当前位置: 首页 > 知识问答 > 激光器是有哪几部分组成的

激光器是有哪几部分组成的

知识问答 浏览3次

激光器通常由以下几部分组成:

1. 激活介质(active medium):由可激发物质组成的材料,如气体、固体或半导体。

2. 泵浦源(pump source):用于向激活介质中提供能量的光源或电源,例如闪光灯、二极管激光等。

3. 光学腔(optical cavity):由两个具有高反射率的镜子构成,形成一个光学共振腔,使得激光在其中来回反弹,增强激射效应。

4. 控制装置(control device):用于控制激光器的稳定性和输出功率等参数。这包括温度控制器、波长选择器、偏振控制器等。

5. 输出窗口(output window):由透明材料制成,将激光输出到外部环境中。

激光器由以下几个部分组成

1.核心激光介质

激光介质是激光器产生激光的核心元件,通过激发激光介质中的原子、离子,让它们处于激发态,当原子/ion重新回到基态时,会发射出激光光子。激光介质可以是气体、液体、固体、半导体等材料,例如氦氖气体激光器、Nd:YAG固体激光器、二极管激光器和光纤激光器等。

2.光学共振腔

光学共振腔是激光器中的另一个重要组成部分,它被用来放置激光介质,并在介质内产生光的来回强烈反射。这个反射的过程使得光线在介质中来回传播,产生了光的放大效应,并最终输出激光光束。光学共振腔包括反射镜、共振腔结构等组成部分。

3.泵浦源

泵浦源是使得激光介质发生激励的技术,通过泵浦源对激光介质进行能量输入,使得激光介质中的原子/离子处于激发态,产生激光发射。泵浦源包括氦氖气体激光、电子束注入器等种类。

4.调Q元件

调Q元件是激光器中用来调节激光输出强度、脉冲宽度和频率等参数的元件,例如Q开关、偏振控制器、可调反射器等。

5.控制电子学元件

控制电子学元件是激光器控制和驱动激光器元件的电子学设备,例如电源、信号发生器、噪声过滤器等。

包括:激光二极管、载流子注入区、波导、反射镜、输出窗口等。

具体来说,激光二极管是光模块激光器的核心部件,它是由两段高折射率材料(如GaAs)夹在一段低折射率材料(如AlGaAs)中组成的。激光二极管的两端包围着低折射率窗口,而其内部则是一个正向偏置的载流子注入区,这里将电子和空穴注入到半导体材料中。在注入的电子和空穴相互复合的过程中,它们会放出能量,从而使原子增加激发度,产生光子,并有一部分光子获得了反射后自发辐射而形成谐振馈反。

波导是一种导光结构,用于将激光引导到输出窗口。反射镜是激光回波发生器,用于将激光反射回波导中,从而使激光得以被放大。输出窗口则是将激光从光模块激光器中释放出来的部件。

这些部件的组合和设计可以调整激光的波长、输出功率、调制速度和传输速率等性能,从而满足不同应用场合下的需求。

激光器可以分为三部分:激活介质、光学谐振腔和泵浦源。

激活介质:激活介质是产生激光所必需的物质,它的种类和性质直接决定了激光器的输出特性。激活介质的种类很多,比如气体(如二氧化碳、氦氖等)、固体(如Nd:YAG、钛宝石等)、半导体(如激光二极管)等。

光学谐振腔:光学谐振腔是由两个反射镜构成的空腔,它们之间包含激活介质。通过控制反射镜的反射系数和距离来实现激光腔内的光强反馈,从而实现激光输出。

泵浦源:泵浦源是能够为激活介质提供能量的外部源,它可以在激活介质中产生激发态,从而引发激光放射。泵浦源的种类很多,比如闪光灯、电子束、激光二极管、化学反应等。

这三部分是构成激光器不可缺少的组成部分,同时在激光器中还有一些辅助部件,如温度控制系统、电源等。