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光纖鐳射器的工作原理
2樓：來啊
下：由泵浦源發出的泵浦光通過一面反射鏡耦合進入增益介質中，由於增益介質為摻稀土元素光纖，因此泵浦光被吸收，吸收了光子能量的稀土離子發生能級躍遷並實現粒子數反轉，反轉後的粒子經過諧振腔，由激發態躍遷回基態，釋放能量，並形成穩定的鐳射輸出。
光纖鐳射器的工作原理主要基於光纖鐳射器的特殊結構。鐳射器是由工作物質、泵浦源和諧振腔三部分組成，具體作用如下：
1、增益光纖為產生光子的增益介質。
2、抽運光的作用是作為外部能量使增益介質達到粒子數反轉，即泵浦源。
3、光學諧振腔由兩個反射鏡組成，作用是使光子得到反饋並在工作介質中得到放大。
擴充套件資料：
光纖鐳射器的特點：
1、光束***。
光纖的波導結構決定了光纖鐳射器易於獲得單橫模輸出，且受外界因素影響很小，能夠實現高亮度的鐳射輸出。
2、高效率。
光纖鐳射器通過選擇發射波長和摻雜稀土元素吸收特性相匹配的半導體鐳射器為泵浦源，可以實現很高的光一光轉化效率。對於摻鐿的高功率光纖鐳射器，一般選擇915奈米或975奈米的半導體鐳射器，熒光壽命較長，能夠有效儲存能量以實現高功率運作。
3、散熱特性好。
光纖鐳射器是採用細長的摻雜稀土元素光纖作為鐳射增益介質的，其表面積和體積比非常大，約為固體塊狀鐳射器的1000倍，在散熱能力方面具有天然優勢。
中低功率情況下無需對光纖進行特殊冷卻，高功率情況下采用水冷散熱，也可以有效避免固體鐳射器中常見的由於熱效應引起的光束質量下降及效率下降。
4、結構緊湊，可靠性高。
由於光纖鐳射器採用細小而柔軟的光纖作為鐳射增益介質，有利於壓縮體積、節約成本。
泵浦源也是採用體積小、易於模組化的半導體鐳射器，商業化產品一般可帶尾纖輸出，結合光纖布拉格光柵等光纖化的器件，只要將這些器件相互熔接即可實現全光纖化，對環境擾動免疫能力高，具有很高的穩定性，可節省維護時間和費用。
3樓：匿名使用者
工作原理：光纖是以sio2為基質材料拉成的玻璃實體纖維，其導光原理是利用光的全反射原理，即當光以大於臨界角的角度由折射率大的光密介質入射到折射率小的光疏介質時，將發生全反射，入射光全部反射到折射率大的光密介質，折射率小的光疏介質內將沒有光透過。
普通裸光纖一般由中心高折射率玻璃芯、中間低折射率矽玻璃包層和最外部的加強樹脂塗層組成。光纖按傳播光波模式可分為單模光纖和多模光纖。
單模光纖的芯徑較小，只能傳播一種模式的光，其模間色散較小。多模光纖的芯徑較粗，可傳播多種模式的光，但其模間色散較大。按折射率分佈的情況化分，可分為階躍折射率（si）光纖和漸變折射率（gi）光纖。
以稀土摻雜光纖鐳射器為例，摻有稀土離子的光纖芯作為增益介質，摻雜光纖固定在兩個反射鏡間構成諧振腔，泵浦光從m1入射到光纖中，從m2輸出鐳射。
當泵浦光通過光纖時，光纖中的稀土離子吸收泵浦光，其電子被激勵到較高的激發能級上，實現了離子數反轉。反轉後的粒子以輻射形成從高能級轉移到 基態，輸出鐳射。
4樓：祝您每天開心
光纖鐳射的原理如下：
由泵浦源發出的泵浦光通過一面反射鏡耦合進入增益介質中，由於增益介質為摻稀土元素光纖，因此泵浦光被吸收，吸收了光子能量的稀土離子發生能級躍遷並實現粒子數反轉，反轉後的粒子經過諧振腔，由激發態躍遷回基態，釋放能量，並形成穩定的鐳射輸出。
光纖鐳射器的結構類似於傳統的固體鐳射器、氣體鐳射器，主要由泵浦源、增益介質、諧振腔三大部分構成，如下圖所示。其中，泵浦源一般為高功率的半導體鐳射器，增益介質為摻稀土元素的玻璃光纖，諧振腔由耦合器或光纖光柵等構成。
光纖鐳射器，英文名稱為fiber laser，是一種以摻稀土元素的玻璃光纖為增益介質來產生鐳射輸出的裝置。光纖鐳射器可在光纖放大器的基礎上進行開發，由於光纖鐳射器中光纖纖芯很細，因此在泵浦光作用下，光纖內部功率密度高，使得鐳射能級出現「粒子數反轉」現象，在此基礎上，再通過正反饋迴路構成諧振腔，便可在輸出處形成鐳射振盪。
5樓：jejt丶鼬
光纖是以sio2為基質材料拉成的玻璃實體纖維，其導光原理是利用光的全反射原理，即當光以大於臨界角的角度由折射率大的光密介質入射到折射率小的光疏介質時，將發生全反射，入射光全部反射到折射率大的光密介質，折射率小的光疏介質內將沒有光透過。普通裸光纖一般由中心高折射率玻璃芯、中間低折射率矽玻璃包層和最外部的加強樹脂塗層組成。光纖按傳播光波模式可分為單模光纖和多模光纖。
單模光纖的芯徑較小，只能傳播一種模式的光，其模間色散較小。多模光纖的芯徑較粗，可傳播多種模式的光，但其模間色散較大。按折射率分佈的情況化分，可分為階躍折射率（si）光纖和漸變折射率（gi）光纖。
以稀土摻雜光纖鐳射器為例，摻有稀土離子的光纖芯作為增益介質，摻雜光纖固定在兩個反射鏡間構成諧振腔，泵浦光從m1入射到光纖中，從m2輸出鐳射（參見右圖1）。
當泵浦光通過光纖時，光纖中的稀土離子吸收泵浦光，其電子被激勵到較高的激發能級上，實現了離子數反轉。反轉後的粒子以輻射形成從高能級轉移到 基態，輸出鐳射。圖1的反射鏡諧振腔主要用以說明光纖鐳射器的原理。
實際的光纖鐳射器可採用多種全光纖諧振腔。
圖2為採用2×2光纖耦合器構成的光纖環路反射器及由此種反射器構成的全光纖鐳射器，（a）表示將光纖耦合器兩輸出埠聯結成環，（b）表示與此光纖環等效的用分立光學元件構成的光學系統，（c）表示兩隻光纖環反射器串接一段摻稀土離子光纖，構成全光纖型鐳射器。以摻nd3+石英光纖鐳射器為例，應用806nm波長的algaas（鋁鎵砷）半導體鐳射器為泵浦源，光纖鐳射器的鐳射發射波長為1064nm，泵浦閥值約470μw。
利用2×2光纖耦合器可以構成光纖環形鐳射器。如圖3（a）所示，將光纖耦合器輸入端2聯結一段稀土摻雜光纖，再將摻雜光纖聯結耦合器輸出端4而成環。泵浦光由耦合器端1注入，經耦合器進入光纖環而泵浦其中的稀土離子，鐳射在光纖環中形成並由耦合器埠3輸出。
這是一種行波型鐳射器，光纖耦合器的耦合比越小，表示儲存在光纖環內的能量越大，鐳射器的閾值也越低。典型的摻nd3+光纖環形鐳射器，耦合比≤10%，利用染料鐳射器595nm波長的輸出進行泵浦，產生1 078mn的鐳射，閾值為幾個毫瓦。上述光纖環形鐳射腔的等效分立光學元件的光路安排如圖3（b）所示。
利用光纖中稀土離子熒光譜頻寬的特點，在上述各種鐳射腔內加入波長選擇性光學元件，如光柵等，可構成可調諧光纖鐳射器，典型的摻er3+光纖鐳射器在1 536和1 550nm處可調諧14nm和llnm。如果採用特別的光纖鐳射腔設計，可實現單縱模運轉，鐳射線寬可小至數十兆赫，甚至達10khz的量級。光纖鐳射器在腔內加入聲光調製器，可實現調q或鎖模運轉。
調q摻er3+石英光纖鐳射器，脈衝寬度32ns，重複頻率800hz，峰值功率可達120w。鎖模實驗，得到光脈衝寬度2.8ps和重複頻率810mhz的結果，可望用作孤子鐳射源。
稀土摻雜石英光纖鐳射器以成熟的石英光纖工藝為基礎，因而損耗低和精確的引數控制均得到保證。適當加以選擇可使光纖在泵浦波長和激射波長均工作於單模狀態，可達到高的泵浦效率，光纖的表面積與體積之比很大，散熱效果很好，因此，光纖鐳射器一般僅需低功率的泵浦即可實現連續波運轉。光纖鐳射器易於與各種光纖系統的普通光纖實現高效率的接續，且柔軟、細小，因此不但在光纖通訊和感測方面，而且在醫療、計測以及儀器製造等方面都有極大的應用價值。
6樓：經期衛士
2 衝，每單個脈衝有一個持續時間，比如說 10 ns(納秒)，一般稱作單個脈衝寬度，或單個脈衝持續時間，我們用 t 表示。這種鐳射器可以發出一連串脈衝，比如，1 秒鐘發出 10 個脈衝，或者有的就發出 一個脈衝。這時，我們就說脈衝重複(頻)率前者為 10，後者為 1，那麼，1 秒鐘發出 10 個脈衝，它的脈衝重複週期為 0.
1 秒，而 1 秒鐘發出 1 個脈衝，那麼，它的脈衝重複週期為 1 秒，我們用 t 表示這個脈衝重複週期。 如果單個脈衝的能量為 e， 那麼 e/t 稱作脈衝鐳射器的平均功率，這是在一個週期內的平均值。例如， e = 50 mj(毫焦)， t = 0.
1 秒， 那麼， 平均功率 p平均 = 50 mj/0.1 s = 500 mw。 如果用 e 除以 t，即有鐳射輸出的這段時間內的功率，一般稱作峰值功率(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)，由於脈衝寬度 t 很小，它的峰值功率很大。
脈衝能量e=1mj 脈寬t=100ns 重複頻率20-80k 脈衝持續時間t=1s/2k=？秒 平均功率p=e/t=0.001j/0.
00005s=20w p峰值功率=e/t
鐳射的分類： 鐳射按波段分，可分為可見光、紅外、紫外、x光、多波長可調諧 ，目前工業用紅外及紫外鐳射。例如co2鐳射器10.64um紅外
3 鐳射, 氪燈泵浦yag鐳射器1.064um紅外鐳射, 氙燈泵浦yag鐳射器1.064um紅外鐳射, 半導體側面/端面泵浦鐳射器1.
064um紅外鐳射。 鐳射器的種類分，可分為固體、氣體、液體、半導體和染料等幾種型別： （ 1 ）固體鐳射器一般小而堅固，脈衝輻射功率較高，應用範圍較廣泛。
如：nd:yag鐳射器。
nd（釹）是一種稀土元素，yag代表釔鋁石榴石，晶體結構與紅寶石相似。 （ 2 ）半導體鐳射器可以通過外加的電場、磁場、溫度、壓力等改變鐳射的波長，能將電能直接轉換為鐳射能，所以發展迅速。 （ 3 ）氣體鐳射器以氣體為工作物質(主要為惰性氣體)，單色性和相干性較好，鐳射波長可達數千種，應用廣泛。
氣體鐳射器結構簡單、造價低廉、操作方便。在工農業、醫學、精密測量、全息技術等方面應用廣泛。氣體鐳射器有電能、熱能、化學能、光能、核能等多種激勵方式。
（ 4 ）以液體染料為工作物質的染料鐳射器於 1966 年問世，廣泛應用於各種科學研究領域。現在已發現的能產生鐳射的染料，大約在 500 種左右。這些染料可以溶於酒精、苯、丙酮、水或其他溶液。
它們還可以包含在有機塑料中以固態出現，或昇華為蒸汽，以氣態形式出現。所以染料鐳射器也稱為 「 液體鐳射器 」 。染料鐳射器的突出特點是波長連續可調。
燃料鐳射器種類繁多，**低廉，效率高，輸出功率可與氣體和固體鐳射器相媲美，應用於分光光譜、光
4 化學、醫療和農業。 （ 5 ）紅外鐳射器已有多種型別，應用範圍廣泛，它是一種新型的紅外輻射源，特點是輻射強度高、單色性好、相干性好、方向性強。 （ 6 ） x 射線鐳射器在科研和軍事上有重要價值，應用於鐳射反導彈**中具有優勢；生物學家用 x 射線鐳射能夠研究活組織中的分子結構或詳細瞭解細胞機能 用 x 射線鐳射拍攝分子結構的** , 所得到的生物分子像的對比度很高。
（ 7 ）化學鐳射器 有些化學反應產生足夠多的高能原子，就可以釋放出大能量，可用來產生鐳射作用。 （ 8 ）自由電子鐳射器 這類鐳射器比其他型別更適於產生很大功率的輻射。它的工作機制與眾不同，它從加速器中獲得幾千萬伏高能調整電子束，經週期磁場，形成不同能態的能級，產生受激輻射。
光分為可見光和不可見光:是根據人的肉眼是否能看到來劃分的。光的可見與不可見與光（或者說電磁波，光就是電磁波）的波長有關係，人眼能看到的電磁波的波長範圍是400nm到760nm，400nm左右的是紫色光，小於這個波長的人眼就看不到了，是紫外線。
760nm附件的是紅色光，波長大於這個範圍，人眼也感覺不到也就是紅外線。
5 波長為380—780nm的電磁波為可見光。可見光透過三稜鏡可以呈現出紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色組成的光譜。紅色光波最長，640—780nm；紫色光波最短，380—430nm。
紅640—780nm 橙640—610nm 黃610—530nm 綠505—525nm 藍505—470nm 紫470—380nm 肉眼看得見的是電磁波中很短的一段，從0.4-0.76微米這部分稱為可見光。
可見光經三稜鏡分光後，成為一條由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色組成的光帶，這光帶稱為光譜。其中紅光波長最長，紫光波長最短，其它各色光的波長則依次介於其間。波長長於紅光的(>0.
76微米)有紅外線有無線電波；波長短於紫色光的(<0.4微米)有紫外線 常見的可見光有:
紅光、紫光
6 常用的是：紅外和紫外，紅外的如：yag燈泵浦，co2，半導體側面/端面泵浦，光纖 鐳射依據釋放能量的方式可分為：
連續和脈衝鐳射，連續鐳射是以穩定、連續的光束釋放出能量，如二氧化碳、cw光纖鐳射器。脈衝鐳射的能量是以脈衝的形式釋放的，即鐳射能量在一個固定的（也有可調節的）時間內（脈衝寬度）釋放出來（稱為一個脈衝），而每個脈衝之間的時間是可控的，依據脈衝寬度，此類鐳射又可分為長脈衝鐳射（脈寬為毫秒級）和短脈衝鐳射（脈寬為納秒級），近年又出現了皮秒鐳射(1皮秒等於一萬億分之一秒(10e-12秒)。 鐳射脈衝:
指的是脈衝工作方式的鐳射器發出的一個光脈衝，簡單的說，好比手電筒的工作一樣，一直合上按鈕就是連續工作，合上開關立刻又關掉就是發出了一個「光脈衝」
光纖鐳射的原理，光纖鐳射器的工作原理
2 衝，每單個脈衝有一個持續時間，比如說 10 ns 納秒 一般稱作單個脈衝寬度，或單個脈衝持續時間，我們用 t 表示。這種鐳射器可以發出一連串脈衝，比如，1 秒鐘發出 10 個脈衝，或者有的就發出 一個脈衝。這時，我們就說脈衝重複 頻 率前者為 10，後者為 1，那麼，1 秒鐘發出 10 個脈衝，...
鐳射器主要有幾部分組成，鐳射器主要有幾部分組成？各自的用處是什麼？
鐳射器一般由三個部分組成，固體鐳射器也不例外 1 工作物質 這是鐳射器的核心，只有能實現能級躍遷的物質才能作為鐳射器的工作物質。目前，鐳射工作物質已有數千種，鐳射波長已由x光遠至紅外光。例如氦氖鐳射器中，通過氦原子的協助，使氖原子的兩個能級實現粒子數反轉 2 激勵能源 光泵 它的作用是給工作物質以能...
簡述鐳射器的發光原理是什麼
產生鐳射的必不可少的條件是粒子數反轉和增益大於損耗，所以裝置中必不可少的組成部分有激勵 或抽運 源 具有亞穩態能級的工作介質兩個部分。工作介質具有亞穩能級是使受激輻射占主導地位，從而實現光放大。鐳射器中常見的組成部分還有諧振腔，但諧振腔 見光學諧振腔 並非必不可少的組成部分，諧振腔可使腔內的光子有一...