532激光作用原理

进口眼科激光对比

532 激光对比表名称 *激光激发 原理 激光器 波长 *激光功率 ARC 充电电池驱 动式或高压 半导体 532nm 输出 3W 终端 2W 法 国 光 太 (VIRIDIS) 高压电源 半导体 532nm 黄绿 激光 终端 1.0-1.5W 科医人(NOVUS Spectra) 高压电源 半导体 532nm 绿激光 2.5W 蔡 司 (VISULAS) 高压电源 半导体 5 3 2 nm 绿激光 输 出 0.05-2.5 终端 1.5W 635nm 最 大1mW 热电 50-500um NIDEK G YC-1000 高压电源 二极管 532nm 绿激光 0.05-1.7W LIGHTLAS 高压电源 二极管 532nm 绿激光 0.02W-2.0W 科林 (Gculight GL) 高压电源 半导体 532nm 绿激 光 Gculight 1.2 W Gculight 1.5W GL GLX

瞄准光 冷却系统 光斑直径

640nm,2mW max自动温度控制 空气散热系统

670nm 帕尔帖半导体 冷却 50-500um 可调

635nm 最大1mW 空气冷却 50-500um( 连 Haag-Streit 型裂隙 灯 )50-

浅析激光等离子体相互作用原理

一、摘要

超强激光脉冲与等离子体相互作用是近几年新兴的前沿学科,它在激光蒸发沉积、激光推进、新型的粒子加速器、超快高能X射线光源和“快点火”惯性约束聚变等方面，都有着广泛的应用前景。因此，激光等离子体相互作用的研究是十分必要的。

论文中我们阐述了激光等离子体的性质相互作用。通过建立简化的物理模型，即将部分电离的等离子体简化为类氢离子讨论了激光等离子体相互作用物理和超短超强激光等离子体相互作用。最后，我们根据得到的一些相关结论简单的描述了激光等离子体的一些应用。

关键词：激光 等离子体

二、介绍

人类对等离子体的研究从气体放电开始。1879年,英国的Crookes首先发现气体放电管中的电离气体区别于固、液、气三态，将之称为“物质第四态”。1928年,美国的Tonks和Langmuir采用等离子体(Plasma)来描述这种新的物质形态。随后，Vlasov和Landau等人建立了等离子体的动力学描述,这也标志了等离子体物理学的正式建立。到了二十世纪五十年代，在受控热核聚变和空间技术发展的推动下，等离子体物理逐渐发展成熟，成为一个新的、独立的物理学分支。等离子体是一种由大量电子、离子等带电粒子和中性粒子(原子，分子，微

《激光原理》习题解答第一章习题解答

1 为了使氦氖激光器的相干长度达到1KM，它的单色性??解答：设相干时间为?，则相干长度为光速与相干时间的乘积，即

?0应为多少？

Lc???c

根据相干时间和谱线宽度的关系

???c1??cLc

又因为

???0??????0??，?0??0，?0?632.8nm

由以上各关系及数据可以得到如下形式： 单色性=

?0??0=

?0632.8nm?6.328?10?10 =12Lc1?10nm?3000MHZ输出1瓦连续功率，问每秒钟

解答完毕。

2 如果激光器和微波激射器分别在10μｍ、500nm和?从激光上能级向下能级跃迁的粒子数是多少。

解答：功率是单位时间内输出的能量，因此，我们设在dt时间内输出的能量为dE，则 功率=dE/dt

激光或微波激射器输出的能量就是电磁波与普朗克常数的乘积，即

dE?nh?，其中n为dt时间内输出的光子数目，这些光子数就等于腔内处在高能级的激发粒子在dt时间辐射跃迁到低能级的数目（能级间的频率为ν）。

由以上分析可以得到如下的形式：

n?dE功率?dt? h?h?每秒钟发射的光子数目为：N=n/dt,带入上式，得到：

n功率1?Js?每秒钟发射的光子数?N???s?1

绿色激光原理 1 引言

近来，便携式移动显示市场由于需求的急剧增长而吸引了大量的关注。但是，缺少高亮度的绿光光源成为限制移动显示市场成长的关键问题。尽管发光二极管(LED)已经被作为光源用于第一代移动显示设备中，但LED光源(特别是绿光LED)的效率和亮度无法满足高亮度微投影市场的需求。为了达到更高的亮度、长寿命和更丰富的色彩，基于激光技术的显示设备被认为更具有优势。在激光二极管市场，红色和蓝色的半导体二极管已经成熟并且在显示设备中得到广泛应用。尽管最近绿色半导体激光器技术已经取得了一定的进展，但是已报道的研究结果还远远不能满足激光显示的要求。绿色半导体激光器距离批量的商业化应用还有一段较长的距离。因此，低成本紧凑型绿光光源成为目前激光显示产业发展的技术瓶颈。为推动激光显示产业的发展，各国的研究人员正全力进行绿光激光器的研究。

除了从半导体激光器直接产生绿光外，当前最常用也最成熟的获得绿光的技术是使用非线性光学晶体将全固态激光器产生的1064 nm的红外光倍频为532 nm的绿光。倍频绿光激光器通常分为单通倍频和腔内倍频两种类型，单通倍频由于需要的非线性光学晶体长，体积大，并且温度控制要求严格，不适合应用于消费类工业产品中。当前开发激光显示用

测验1.1

1、

梅曼（Theodore H. Maiman）于1960年发明了世界上第一台激光器——红宝石激光器,其波长为694.3nm。其频率为: A：4.74x10∧14(14是上标)Hz B：4.32x10∧14(14是上标)Hz C：3.0x10∧14(14是上标)Hz 您的回答： B

参考答案： B null

满分：10分 得分：10分

2、

下列说法错误的是：

A：光子的某一运动状态只能定域在一个相格中，但不能确定它在相格内部的对应位置 B：微观粒子的坐标和动量不能同时准确测定 C：微观粒子在相空间对应着一个点 您的回答： C

参考答案： C null

满分：10分 得分：10分 3、

为了增大光源的空间相干性，下列说法错误的是： A：采用光学滤波来减小频带宽度 B：靠近光源

C：缩小光源线度 您的回答： B

参考答案： B

null

满分：10分 得分：10分

4、

相干光强取决于： A：所有光子的数目

B：同一模式内光子的数目 C：以上说法都不对 您的回答： B

参考答案： B null

满分：10分 得分：10分

5、

中国第一台激光器——红宝石激光器于1961年被发明制造出来。其波长为 A： 632.8n

《激光原理》习题解答第一章习题解答

1 为了使氦氖激光器的相干长度达到1KM，它的单色性???0应为多少？

解答：设相干时间为?，则相干长度为光速与相干时间的乘积，即 Lc???c

1c根据相干时间和谱线宽度的关系 ????

?Lc又因为

???0??????0??，?0?c?0，?0?632.8nm

由以上各关系及数据可以得到如下形式： 单色性=

?0??0=

?0632.8nm?6.328?10?10 =12Lc1?10nm解答完毕。

2 如果激光器和微波激射器分别在10μｍ、500nm和??3000MHZ输出1瓦连续功率，问每秒钟从激光上能级向下能级跃迁的粒子数是多少。

解答：功率是单位时间内输出的能量，因此，我们设在dt时间内输出的能量为dE，则

功率=dE/dt

激光或微波激射器输出的能量就是电磁波与普朗克常数的乘积，即

dE?nh?，其中n为dt时间内输出的光子数目，这些光子数就等于腔内处在高能级的激发粒子在dt时间辐射跃迁到低能级的数目（能级间的频率为ν）。

由以上分析可以得到如下的形式：

dE功率?dtn??

h?h?每秒钟发射的光子数目为：N=n/dt,带入上式，得到：

n功率1?Js??1 每秒钟发射的光子数?N???

一、选择题

1．自发辐射爱因斯坦系数与激发态E2平均寿命τ的关系为（ B ） ?2．在一定温度下，自发辐射几率是受激辐射几率的（ B ）倍

(A) 8?vc33(A) A21?? (B) A21?1 (C) A21?N2? (D) A21??e

(B) 8?hvc33 (C) 8?hvc3 (D) 8?vc32

3．爱因斯坦系数A21和B21之间的关系为（ C ）

(A) A21B21?g1g2e?hvkT (B)A21B21? 8?vc33Δv (C) A21B21? 8?hvc33 (D) A21B21? 8?hvc22

4．自然增宽谱线为（ C ） 碰撞增宽谱线为（ C ）

（A） 高斯线型 （B）抛物线型 （C） 洛仑兹线型 （D）双曲线型

5. 对称共焦腔在稳定图上的坐标为（ B ）平行平面腔在稳定图上的坐标为（ C ） 半共心腔在稳定图上的坐标为（ D ）对称共心腔在稳定图

一章

7．证明当每个模式内的平均光子数(光子简并度)大于1时，辐射光中受激辐射占优势。 证：受激辐射跃迁几率为

W21?B21??

受激辐射跃迁几率与自发辐射跃迁机率之比为

??W21B21????A21A21n?h?式中，??/n?表示每个模式内的平均能量，因此??/(n?h?)即表示每个模式内的平均光子数，因此当每个模式内的平均光子数大于1时，受激辐射跃迁机率大于自发辐射跃迁机率，即辐射光中受激辐射占优势。 8．(1)一质地均匀的材料对光的吸收系数为0.01mm-1，光通过10cm长的该材料后，出射光强为入射光强的百分之几？(2)一束光通过长度为1m的均匀激励的工作物质。如果出射光强是入射光强的两倍，试求该物质的增益系数。

解：(1) 出射光强与入射光强之比为

Iout??l?0.01?100?1?e?e?e?0.37Iin所以出射光强只占入射光强的百分之三十七。 (2) 设该物质的增益为g，则

1?Ioutg?ln?l?Iin??1?ln2?0.69m??即该物质的增益系数约为0.69m?1。

1

二章

2．试求平凹、双凹、凹凸共轴球面镜腔的稳定性条件。 解：共轴球面腔的稳定性条件为0

0<1-L<1，即0

(c)对凹凸腔：R1=R1,R2

第一章 激光特性与技术实验系列

实验1 He-Ne激光器谐振腔调整及外参数测量

实验目的

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

学会对描述高斯光束传播特性的主要参数即光斑尺寸，远场发散角的测量方法。 了解激光器模的形成及特点，加深对其物理概念的理解。 了解外腔He-Ne激光器的偏振态。 了解He-Ne激光器最佳工作电流。

通过光栅方程来验证He-Ne激光的波长。 通过测试分析，掌握模式分析的基本方法。

对实验中使用的重要分光仪器—共焦球面扫描干涉仪，了解其原理、性能，学会正确使用。

8. 熟悉谐振腔的构成，学会调整的方法，体会谐振腔调整之后一些激光参数的变化。

实验原理

1. 高斯光束的发散角

激光器的光强分布为高斯函数型分布，故称为高斯光束。我们用全发散角2θ表征它的发散程度，定义

d?(z)2?2z24?(??0?z2?4)?1/2 (1) 2θ≡2dz??0现在分析2θ在整个光路中的变化情况。显然，在z＝0处，2θ＝0，当z增大，2θ增加。

在z＝0→z＝zr这段范围内，全发散角变化较慢，我们称zr为准直距离，

??2z? (2)

?0r在z>zr,全发散角变化加快,当z→∞,

第1章 习 题

1. 简述激光器的基本结构及各部分的作用。

2. 从能级跃迁角度分析，激光是受激辐射的光经放大后输出的光。但是在工作物质中，自发辐射、受激辐射和受激吸收三个过程是同时存在的，使受激辐射占优势的条件是什么？采取什么措施能满足该条件？

3. 叙述激光与普通光的区别，并从物理本质上阐明造成这一区别的原因。 4. 什么是粒子数反转分布？如何实现粒子数反转分布？

5. 由两个反射镜组成的稳定光学谐振腔腔长为0.5 m，腔内振荡光的中心波长为632.8 nm，求该光的单色性??/?的近似值。

6. 为使He-Ne激光器的相干长度达到1 km，它的单色性??/?应是多少？ 7. 在2cm3的空腔内存在着带宽为0.1 nm，波长为0.5 ?m的自发辐射光。试问： （1）此光的频带范围??是多少？

（2）在此频带范围内，腔内存在的模式数是多少？ （3）一个自发辐射光子出现在某一模式的几率是多少？

8. 设一光子的波长为5?10-1 ?m，单色性??/?=10-7，试求光子位置的不确定量?x。若光子波长变为5?10-4 ?m（X射线）和5?10-8 ?m（?射线），则相应的?x又是多少？ 9. 设一对激光（或微波辐射）能级为E2和E1