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激光器電路圖

發布時間:2021-02-13 11:19:23

『壹』 幫我解釋一下這個好嗎,這是一個激光器的電路,誰能把圖給畫一下,急需拜託

這是什麼激光器呢?看上去是控制電路,有繼電器、按鈕、指示燈,好像還有時間繼電器

『貳』 激光器的工作原理

能發射激光的裝置。1954年製成了第一台微波量子放大器,獲得了高度相乾的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.湯斯把微波量子放大器原理推廣應用到光頻范圍,並指出了產生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人製成了第一台紅寶石激光器。1961年A.賈文等人製成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人創制了砷化鎵半導體激光器。以後,激光器的種類就越來越多。按工作介質分,激光器可分為氣體激光器、固體激光器、半導體激光器和染料激光器4大類。近來還發展了自由電子激光器,其工作介質是在周期性磁場中運動的高速電子束,激光波長可覆蓋從微波到X射線的廣闊波段。按工作方式分,有連續式、脈沖式、調Q和超短脈沖式等幾類。大功率激光器通常都是脈沖式輸出。各種不同種類的激光器所發射的激光波長已達數千種,最長的波長為微波波段的0.7毫米,最短波長為遠紫外區的210埃,X射線波段的激光器也正在研究中。

除自由電子激光器外,各種激光器的基本工作原理均相同,裝置的必不可少的組成部分包括激勵(或抽運)、具有亞穩態能級的工作介質和諧振腔( 見光學諧振腔)3部分。激勵是工作介質吸收外來能量後激發到激發態,為實現並維持粒子數反轉創造條件。激勵方式有光學激勵、電激勵、化學激勵和核能激勵等。工作介質具有亞穩能級是使受激輻射佔主導地位,從而實現光放大。諧振腔可使腔內的光子有一致的頻率、相位和運行方向,從而使激光具有良好的定向性和相乾性。

激光工作物質 是指用來實現粒子數反轉並產生光的受激輻射放大作用的物質體系,有時也稱為激光增益媒質,它們可以是固體(晶體、玻璃)、氣體(原子氣體、離子氣體、分子氣體)、半導體和液體等媒質。對激光工作物質的主要要求,是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現較大程度的粒子數反轉,並使這種反轉在整個激光發射作用過程中盡可能有效地保持下去;為此,要求工作物質具有合適的能級結構和躍遷特性。

激勵(泵浦)系統 是指為使激光工作物質實現並維持粒子數反轉而提供能量來源的機構或裝置。根據工作物質和激光器運轉條件的不同,可以採取不同的激勵方式和激勵裝置,常見的有以下四種。①光學激勵(光泵)。是利用外界光源發出的光來輻照工作物質以實現粒子數反轉的,整個激勵裝置,通常是由氣體放電光源(如氙燈、氪燈)和聚光器組成。②氣體放電激勵。是利用在氣體工作物質內發生的氣體放電過程來實現粒子數反轉的,整個激勵裝置通常由放電電極和放電電源組成。③化學激勵。是利用在工作物質內部發生的化學反應過程來實現粒子數反轉的,通常要求有適當的化學反應物和相應的引發措施。④核能激勵。是利用小型核裂變反應所產生的裂變碎片、高能粒子或放射線來激勵工作物質並實現粒子數反轉的。

光學共振腔 通常是由具有一定幾何形狀和光學反射特性的兩塊反射鏡按特定的方式組合而成。作用為:①提供光學反饋能力,使受激輻射光子在腔內多次往返以形成相乾的持續振盪。②對腔內往返振盪光束的方向和頻率進行限制,以保證輸出激光具有一定的定向性和單色性。共振腔作用①,是由通常組成腔的兩個反射鏡的幾何形狀(反射面曲率半徑)和相對組合方式所決定;而作用②,則是由給定共振腔型對腔內不同行進方向和不同頻率的光,具有不同的選擇性損耗特性所決定的。

分類 激光器的種類是很多的。下面,將分別從激光工作物質、激勵方式、運轉方式、輸出波長范圍等幾個方面進行分類介紹。

按工作物質分類 根據工作物質物態的不同可把所有的激光器分為以下幾大類:①固體(晶體和玻璃)激光器,這類激光器所採用的工作物質,是通過把能夠產生受激輻射作用的金屬離子摻入晶體或玻璃基質中構成發光中心而製成的;②氣體激光器,它們所採用的工作物質是氣體,並且根據氣體中真正產生受激發射作用之工作粒子性質的不同,而進一步區分為原子氣體激光器、離子氣體激光器、分子氣體激光器、準分子氣體激光器等;③液體激光器,這類激光器所採用的工作物質主要包括兩類,一類是有機熒光染料溶液,另一類是含有稀土金屬離子的無機化合物溶液,其中金屬離子(如Nd)起工作粒子作用,而無機化合物液體(如SeOCl)則起基質的作用;④半導體激光器,這類激光器是以一定的半導體材料作工作物質而產生受激發射作用,其原理是通過一定的激勵方式(電注入、光泵或高能電子束注入),在半導體物質的能帶之間或能帶與雜質能級之間,通過激發非平衡載流子而實現粒子數反轉,從而產生光的受激發射作用;⑤自由電子激光器,這是一種特殊類型的新型激光器,工作物質為在空間周期變化磁場中高速運動的定向自由電子束,只要改變自由電子束的速度就可產生可調諧的相干電磁輻射,原則上其相干輻射譜可從X射線波段過渡到微波區域,因此具有很誘人的前景。

按激勵方式分類 ①光泵式激光器。指以光泵方式激勵的激光器,包括幾乎是全部的固體激光器和液體激光器,以及少數氣體激光器和半導體激光器。②電激勵式激光器。大部分氣體激光器均是採用氣體放電(直流放電、交流放電、脈沖放電、電子束注入)方式進行激勵,而一般常見的半導體激光器多是採用結電流注入方式進行激勵,某些半導體激光器亦可採用高能電子束注入方式激勵。③化學激光器。這是專門指利用化學反應釋放的能量對工作物質進行激勵的激光器,反希望產生的化學反應可分別採用光照引發、放電引發、化學引發。④核泵浦激光器。指專門利用小型核裂變反應所釋放出的能量來激勵工作物質的一類特種激光器,如核泵浦氦氬激光器等。

按運轉方式分類 由於激光器所採用的工作物質、激勵方式以及應用目的的不同,其運轉方式和工作狀態亦相應有所不同,從而可區分為以下幾種主要的類型。①連續激光器,其工作特點是工作物質的激勵和相應的激光輸出,可以在一段較長的時間范圍內以連續方式持續進行,以連續光源激勵的固體激光器和以連續電激勵方式工作的氣體激光器及半導體激光器,均屬此類。由於連續運轉過程中往往不可避免地產生器件的過熱效應,因此多數需採取適當的冷卻措施。②單次脈沖激光器,對這類激光器而言,工作物質的激勵和相應的激光發射,從時間上來說均是一個單次脈沖過程,一般的固體激光器、液體激光器以及某些特殊的氣體激光器,均採用此方式運轉,此時器件的熱效應可以忽略,故可以不採取特殊的冷卻措施。③重復脈沖激光器,這類器件的特點是其輸出為一系列的重復激光脈沖,為此,器件可相應以重復脈沖的方式激勵,或以連續方式進行激勵但以一定方式調制激光振盪過程,以獲得重復脈沖激光輸出,通常亦要求對器件採取有效的冷卻措施。④調激光器,這是專門指採用一定的 開關技術以獲得較高輸出功率的脈沖激光器,其工作原理是在工作物質的粒子數反轉狀態形成後並不使其產生激光振盪 (開關處於關閉狀態),待粒子數積累到足夠高的程度後,突然瞬時打開 開關,從而可在較短的時間內(例如10~10秒)形成十分強的激光振盪和高功率脈沖激光輸出(見技術'" class=link>激光調 技術)。⑤鎖模激光器,這是一類採用鎖模技術的特殊類型激光器,其工作特點是由共振腔內不同縱向模式之間有確定的相位關系,因此可獲得一系列在時間上來看是等間隔的激光超短脈沖(脈寬10~10秒)序列,若進一步採用特殊的快速光開關技術,還可以從上述脈沖序列中選擇出單一的超短激光脈沖(見激光鎖模技術)。⑥單模和穩頻激光器,單模激光器是指在採用一定的限模技術後處於單橫模或單縱模狀態運轉的激光器,穩頻激光器是指採用一定的自動控制措施使激光器輸出波長或頻率穩定在一定精度范圍內的特殊激光器件,在某些情況下,還可以製成既是單模運轉又具有頻率自動穩定控制能力的特種激光器件(見激光穩頻技術)。⑦可調諧激光器,在一般情況下,激光器的輸出波長是固定不變的,但採用特殊的調諧技術後,使得某些激光器的輸出激光波長,可在一定的范圍內連續可控地發生變化,這一類激光器稱為可調諧激光器(見激光調諧技術)。

按輸出波段范圍分類 根據輸出激光波長范圍之不同,可將各類激光器區分為以下幾種。①遠紅外激光器,輸出波長范圍處於25~1000微米之間, 某些分子氣體激光器以及自由電子激光器的激光輸出即落入這一區域。②中紅外激光器,指輸出激光波長處於中紅外區(2.5~25微米)的激光器件,代表者為CO分子氣體激光器(10.6微米)、 CO分子氣體激光器(5~6微米)。③近紅外激光器,指輸出激光波長處於近紅外區(0.75~2.5微米)的激光器件,代表者為摻釹固體激光器(1.06微米)、CaAs半導體二極體激光器(約 0.8微米)和某些氣體激光器等。④可見激光器,指輸出激光波長處於可見光譜區(4000~7000埃或0.4~0.7微米)的一類激光器件,代表者為紅寶石激光器 (6943埃)、 氦氖激光器(6328埃)、氬離子激光器(4880埃、5145埃)、氪離子激光器(4762埃、5208埃、5682埃、6471埃)以及一些可調諧染料激光器等。⑤近紫外激光器,其輸出激光波長范圍處於近紫外光譜區(2000~4000埃),代表者為氮分子激光器(3371埃)氟化氙(XeF)準分子激光器(3511埃、3531埃)、 氟化氪(KrF)準分子激光器(2490埃)以及某些可調諧染料激光器等⑥真空紫外激光器,其輸出激光波長范圍處於真空紫外光譜區(50~2000埃)代表者為(H)分子激光器 (1644~1098埃)、氙(Xe)準分子激光器(1730埃)等。⑦X射線激光器, 指輸出波長處於X射線譜區(0.01~50埃)的激光器系統,目前軟X 射線已研製成功,但仍處於探索階段

『叄』 激光器的原理

除自由電子激光器外,各種激光器的基本工作原理均相同。產生激光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。激勵是工作介質吸收外來能量後激發到激發態,為實現並維持粒子數反轉創造條件。激勵方式有光學激勵、電激勵、化學激勵和核能激勵等。工作介質具有亞穩能級是使受激輻射佔主導地位,從而實現光放大。激光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致的頻率、相位和運行方向,從而使激光具有良好的方向性和相乾性。而且,它可以很好地縮短工作物質的長度,還能通過改變諧振腔長度來調節所產生激光的模式(即選模),所以一般激光器都具有諧振腔。 通常是由具有一定幾何形狀和光學反射特性的兩塊反射鏡按特定的方式組合而成。作用為:①提供光學反饋能力,使受激輻射光子在腔內多次往返以形成相乾的持續振盪。②對腔內往返振盪光束的方向和頻率進行限制,以保證輸出激光具有一定的定向性和單色性。共振腔作用①,是由通常組成腔的兩個反射鏡的幾何形狀(反射面曲率半徑)和相對組合方式所決定;而作用②,則是由給定共振腔型對腔內不同行進方向和不同頻率的光,具有不同的選擇性損耗特性所決定的。 分類
激光器的種類是很多的。下面,將分別從激光工作物質、激勵方式、運轉方式、輸出波長范圍等幾個方面進行分類介紹。

『肆』 飛秒激光器的工作原理及原理圖

飛秒激光產生後,人類能夠在原子和電子的層面上觀察到它們超快運動版的過程並加以利用。權在高強度飛秒激光的作用下,氣態、液態、固態物質會在瞬息間變成等離子體。高功率飛秒激光與電子束碰撞,能夠產生X射線飛秒激光、射線激光以及正負電子對。

此外,利用飛秒激光能夠有效地加速電子,使加速器的規模得到上千倍的壓縮。高功率飛秒激光與物質相互作用,能夠產生足夠數量的中子,實現激光受控核聚變的快速點火。

(4)激光器電路圖擴展閱讀

飛秒激光器為一種脈沖激光器。飛秒指的脈沖持續時間,這和脈沖的頻率不一樣。脈沖的頻率是指1s內,激光器發出的脈沖數目。

飛秒激光器對時間的解析度遠遠高於影視器材,經計算,飛秒激光器獲得了人類在實驗室中所能獲得的世界上最短的脈沖,通過它,可以看到更快速、更微妙的運動,例如綠色植物的光合作用過程、細胞的分裂過程、電子圍繞原子運動的過程等等。

『伍』 激光電源原理

『陸』 3隻腳的 650nm激光二極體的驅動電路,右邊二極體是PD腳,左邊二極體是LD腳,下面驅動電路圖和激光引腳圖

左邊是激光發射管,右邊是PD檢測,不過你的圖上PD的極性反了,PD應該是工作在反向狀態的,當激光管發射出光後,PD檢測出光強度,超出設定值後Q2就把Q1的基極拉低,降低激光管的工作電流

『柒』 求激光模組驅動電路圖

半導體激光器來(激光自二極體、LD)的驅動電路很簡單,就是一個恆流源。

LD是對電流變化很敏感的器件,導通電壓一般1.9-2.3伏,依據功率不同,一般閾值電流二十幾毫安到一百多毫安,低於閾值電流時完全無光輸出,高與閾值電流後電流稍微上升則光功率輸出迅速上升,因此要得到穩定的輸出功率則必須使用恆流源供電。

恆流源的典型接法:一個三極體,基極接一個很小的偏置電阻,同時通過一個穩壓二極體(或兩個正向串聯的普通二極體)接地鉗位;發射極通過一個電阻R接地,集電極為恆流輸出端。設穩壓管穩壓值為Vw,三極體發射結壓降為Vbe0,則這種恆流源的輸出電流為:

Ih ≈ (Vw-Vbe0)/R

也可以用場效應管製作恆流源,你可以根據場效應管特性,參考上述恆流源原理自行設計。

『捌』 光纖激光器的工作原理

光纖激光器的工作原理如下:

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,並形成穩定的激光輸出。

光纖激光器的工作原理主要基於光纖激光器的特殊結構。激光器是由工作物質、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。

(8)激光器電路圖擴展閱讀:

光纖激光器的特點:

1、光束質量好。

光纖的波導結構決定了光纖激光器易於獲得單橫模輸出,且受外界因素影響很小,能夠實現高亮度的激光輸出。

2、高效率。

光纖激光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激光器為泵浦源,可以實現很高的光一光轉化效率。對於摻鐿的高功率光纖激光器,一般選擇915納米或975納米的半導體激光器,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。

光纖激光器是採用細長的摻雜稀土元素光纖作為激光增益介質的,其表面積和體積比非常大,約為固體塊狀激光器的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,高功率情況下採用水冷散熱,也可以有效避免固體激光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。

由於光纖激光器採用細小而柔軟的光纖作為激光增益介質,有利於壓縮體積、節約成本。

泵浦源也是採用體積小、易於模塊化的半導體激光器,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。

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