激光系统知识培训.ppt

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深圳市光大激光科技股份有限公司深圳市光大激光科技股份有限公司乐总工2012年11月08日17:

00-18:

30培训目标激光原理补充介绍公司所用的部分激光器和它们的原理下周将介绍激光加工原理目录激光原理补充固体激光器二氧化碳激光器光纤激光器激光原理补充激光原理补充-横电磁波模上：

不同TM横电磁波模下：

高斯光束TM00光强分布TEM:

TransverseElectromagneticMode横电磁波模：

mn数字代表节点数m-1和n-1高斯光束：

高斯光束：

TM00激光加工中的最常用的模横截面光强成高斯分布优点：

能量集中，经过一般光学器件后仍是高斯光束光束腰宽光束腰宽：

光强为中心光强的1/e2=13.5%处的对应直径值“FundamentalsofLightSourcesandLasers”,2004,MarkCsele激光原理补充激光原理补充-聚焦光斑计算聚焦光斑计算聚焦后的高斯光束透镜聚焦光斑大小光斑大小的计算：

瑞利距离（聚焦深度聚焦深度）的计算：

激光波长f：

聚焦透镜焦距M2：

光束质量因子，定义为光束发散角除以衍射极限下的发散角D0：

入射光在透镜入射处光斑大小“PracticalConsiderationsintheDesignofVisibleandUVLaserBasedMicromachiningSystems”，Cohent固体激光器固体激光器DPSSL：

diode-pumpedsolidstatelaser波长：

1064nm，532nm，355nm二氧化碳激光器二氧化碳激光器波长：

10.6m光纤激光器光纤激光器波长：

1064nm，1070-0180nm，532nm，355nm公司部分激光器介绍公司部分激光器介绍CoherentInc.美国相干i.e.AVIA系列AdvancedOptowaveCorp.美国光波i.e.AWAVE系列固体激光器供应商固体激光器供应商固体激光器原理固体激光器原理-端面泵浦激光器端面泵浦激光器“HighPowerQ-switchedTEM00ModeDiode-PumpedSolidStateLaserswith30WOutputPowerat355nm”2006.C.X.Wang增益介质增益介质：

Nd:

YAG掺钕钇铝石榴石neodymium-dopedyttriumaluminumgarnetNd:

YVO4掺钕钒酸钇neodymium-dopedyttriumvanadate上：

端面泵浦激光器；下：

倍频光路泵浦光源泵浦光源：

二极管泵浦波长波长：

1064nm，经非线性晶体（如LBO）倍频至532nm（SFG），355nm（THG）固体激光器原理固体激光器原理-Nd：

YAG能级图能级图“LaserFabricationandMachiningofMaterials”,2008,N.B.DahotreNd:

YAG激光器中钕离子能级示意图Nd:

YAG四能级激光器，容易实现粒子数反转增益介质：

取代钇铝石榴石（Y3Al5O12）中Y3+的Nd3+受激辐射的能级跃迁：

4F3/2level到4I11/2可以连续出光，也可以调Q脉冲出光固体激光器原理固体激光器原理-泵浦光谱和泵浦光谱和YAG吸收谱吸收谱“FundamentalsofLightSourcesandLasers”,2004,MarkCsele“GaN-BasedLaserDiodesTowardsLongerWavelengthsandShortPulses”2012W.G.SheibenzuberYAG晶体吸收谱闪光灯泵浦发射光谱（氙灯和氪灯）紫光激光二极管发射光谱激光二极管泵浦可以更好的对增益介质进行激发。

也可以选择性的激发增益介质到指定能级固体激光器原理固体激光器原理-品质因数品质因数品质因数（Q因数）两种定义为：

1.谐振腔里储存能量与每周期损失能量的比值的2倍2.谐振频率与谐振半高宽的比值调Q激光：

一开始Q开关打开，Q因数很低，谐振腔能量损失很大，激光阈值高，不会发生受激辐射，使得谐振腔内可以达到很大的粒子反转数Q开关关闭后，谐振腔Q因数变的很大，激光产生阈值变低，有激光输出二氧化碳激光器供应商二氧化碳激光器供应商CoherentInc.美国相干i.e.DiamondE系列