1、激光常見知識1常見的非線性光學(xué)現(xiàn)象彈性作用：二次諧波SHG，三波混頻，參量放大，雙光子吸收非彈性作用：拉曼散射，布里淵區(qū)散射 2倍頻方式或非線性光學(xué)的相位匹配方式溫度相位匹配和角度相位匹配3影響倍頻效率的主要因素： 晶體的非線性系數(shù)，泵浦光的峰值功率密度，相位匹配條件 4 受激拉曼散射和自發(fā)拉曼散射相比有什么特點（1）受激拉曼散射有閾值條件 （2）受激拉曼散射光的方向性好 （3）受激拉曼散射光強極高 （4）受激拉曼散射光具有很高的單色性 （5）受激拉曼散射光脈沖短 什么是受激拉曼散射受激拉曼散射是強激光與物質(zhì)相互作用如何計算倍頻效率？分別測得532nm激光的能量E1,1064nm激光的能量E2

2、，那么倍頻效率為 Q（）倍頻：基頻以外的其他振動能級躍遷產(chǎn)生的紅外吸收頻率統(tǒng)稱為倍頻。v=0至v=2的躍遷稱為第一個倍頻2n，相應(yīng)地3n, 4n等均稱為倍頻 基頻以外的其他振動能級躍遷產(chǎn)生的紅外吸收頻率統(tǒng)稱為倍頻。v=0至v=2的躍遷稱為第一個倍頻2n，相應(yīng)地3n, 4n等均稱為倍頻。 使獲得頻率為原頻率整數(shù)倍的方法。利用非線性器件從原頻率產(chǎn)生多次諧波，通過帶通濾器選出所需倍數(shù)的那次諧波。在數(shù)字電路中則利用邏輯門來實現(xiàn)倍頻 光學(xué)倍頻： 又稱光學(xué)二次諧波，是指由于光與非線性媒質(zhì)（一般是晶體）相互作用,使頻率為的基頻光轉(zhuǎn)變?yōu)?的倍頻光的現(xiàn)象。這是一種常見而重要的二階非線性光學(xué)效應(yīng) 來源來源 光學(xué)倍

3、頻來源于媒質(zhì)在基頻光波電場作用下產(chǎn)生的二階非線性極化，即極化強度中與光波電場二次方成比例的部分這一部分極化強度相當(dāng)于存在一種頻率為2的振蕩電偶極矩。基頻光波在媒質(zhì)中傳播的同時激勵起一系列這樣的振蕩電偶極矩。它們在空間中的分布就好比一個按一定規(guī)則排列的偶極矩陣列，偶極矩之間有一定的相對位相。由于陣列中每個電偶極矩都要輻射頻率為2的光波, 故偶極矩陣列的輻射應(yīng)是這些光波互相干涉的結(jié)果。無疑，只當(dāng)干涉是相互加強時才會有效地產(chǎn)生倍頻光輸出為此，陣列中各振蕩電偶極矩間要保持恰當(dāng)?shù)奈幌嚓P(guān)系 從此便產(chǎn)生了所謂位相匹配條件k(2)=2k(),它是產(chǎn)生光學(xué)倍頻的重要條件,其中k()和k(2)分別為基頻和倍頻光在

4、媒質(zhì)中的波矢 當(dāng)這兩個光波沿同一方向傳播時，此條件轉(zhuǎn)化為要求媒質(zhì)中倍頻光的折射率(2)等于基頻光的折射率。通常利用晶體本身的雙折射性質(zhì)來實現(xiàn)位相匹配。例如，對于負(fù)單軸晶體，在正常色散情況下，可選擇光的偏振方向使基頻光為尋常光，倍頻光為非常光，再通過恰當(dāng)選取光波傳播方向與晶軸的夾角來實現(xiàn)位相匹配。當(dāng)滿足位相匹配條件時，倍頻光功率密度正比于基頻光功率密度的二次方，也正比于晶體作用長度的二次方。此外還與媒質(zhì)的倍頻系數(shù)（二階非線性極化率）二次方成正比。 應(yīng)用應(yīng)用光學(xué)倍頻可將紅外激光轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢娂す猓驅(qū)⒖梢娂す廪D(zhuǎn)變?yōu)椴ㄩL更短的激光，從而擴展激光譜線覆蓋的范圍。在激光技術(shù)中已被廣泛采用。為得到波長更短的激

5、光可用多級倍頻。目前已有許多種倍頻晶體，且可達(dá)到相當(dāng)高的倍頻轉(zhuǎn)換效率。對于可見及近紅外的基頻光，常用的倍頻晶體有 KDP、KDPADP、LiIO、CDA等等, 轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)3050。對于中紅外基頻光,常用晶體為AgAsS、GdGeAs、Te、CdSe等，轉(zhuǎn)換效率為515左右。 激光器的 基本組成及其作用？ 激光器有工作物質(zhì)，諧振腔，泵浦源三部分組成，工作物質(zhì)是激光器的核心，作用是為激光產(chǎn)生提供反轉(zhuǎn)粒子數(shù)；諧振腔是重要部件，不僅滿足激光 震蕩的必要條件而且對輸出的激光的模式，功率，光速發(fā)散角都有很大影響；泵浦源是為實現(xiàn)粒子數(shù)提供 外界能量系統(tǒng) YAG優(yōu)點：高增益系數(shù)，閾值低，1064nm光波吸

6、收少，功率高，機械性能和光學(xué)質(zhì)量好，適用于多種方式（連續(xù)，脈沖，調(diào)Q，鎖模）YVO4的優(yōu)點：在808nm左右的泵浦帶寬約為YAG的5倍，在1068nm處的激光發(fā)射截面是YAG的3倍，閾值低，雙軸晶體，輸出為線偏振由于YVO4泵浦帶較寬，所以其激光性能更適合LD的溫度變化 ，由于吸收截面大，其吸收系數(shù)大又因為熱導(dǎo)率小，YVO4適于薄片狀縱向泵浦中小功率激光器 電光調(diào)的特點：開關(guān)時間短，同步精度高，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，輸出脈沖窄， 電光晶體的要求：在使用波長范圍內(nèi)對光的吸收和散射要小，電阻率要大，介電損耗角要小，化學(xué)穩(wěn)定，機械和熱性能好，平波電壓低 聚光腔的作用：提高泵浦源泵浦轉(zhuǎn)換效率及泵浦的輻射均勻性

7、，是泵浦源與工作物質(zhì)有效的耦合被動調(diào)Q的基本原理？在激光腔內(nèi)使用可飽和吸收晶體可以得到被動調(diào)Q開關(guān)，這一種是利用飽和吸收體存在非線性吸收特性，在強光照射下吸收飽和而對激光呈現(xiàn)透明的特性而制成的 固體激光器對工作物質(zhì)的要求？ 光學(xué)和光譜的特性：2 具有三能級或者四能級系統(tǒng)，從降低閾值和提高效率的角度來衡量能級結(jié)構(gòu)，四能級優(yōu)于三能級3具有寬的吸收帶，大的吸收系數(shù)和吸收截面以利于儲能4摻入的激活離子具有有效的發(fā)射光譜和大的發(fā)射截面5在泵浦光的光譜區(qū)和震蕩波長處高度透明6在激光波長范圍內(nèi)的吸收，散射的損耗小，損傷閾值高7激活離子能夠?qū)崿F(xiàn)高濃度參雜，且熒光壽命長8 不因泵浦光激發(fā)產(chǎn)生的色心而導(dǎo)致對光的有

8、害吸收9足夠大的尺寸和良好的光學(xué)均勻性 如何解決LD端泵激光器的發(fā)散問題？因為半導(dǎo)體激光器快軸發(fā)散角很大，要把激光輸出全部耦合到探測器，就要求較大的探測面積以及較近的探測器和激光器發(fā)光面之間距離。但大面積的探測器制造困難，價格昂貴。或者可以用小探測面盡量靠近激光發(fā)射面，但由于探測面的厚度僅為70um，為了安全使用，應(yīng)盡量避免與任何物體接觸，因此探測器前面都有保護套 當(dāng)工作氣體溫度變化時LD段泵激光器輸出波長也可能發(fā)生變化，此現(xiàn)象稱輸出波長的溫度漂移 LD全固態(tài)激光器的分類：按泵浦方式分類，全固態(tài)激光器可分為端面泵浦，側(cè)面泵浦，混合泵浦；按工作物質(zhì)形狀分類，棒狀激光器，板條激光器，盤片激光器，光

9、纖激光器；LD測泵基本泵浦波長為808nm 激光器冷卻方式：水冷和風(fēng)冷 YAG：1064nm He-Ne:632.8nm Co2:10.6um 各種跳Q技術(shù)：1 電光調(diào)Q：某些晶體的電光效應(yīng)做成的電光開光，對激光調(diào)Q特點：在使用的波長范圍內(nèi)，對光的吸收和散射要小，電阻率要大，介電損耗要小，化學(xué)穩(wěn)定機械和熱性能好半波電壓低2被動調(diào)Q：在激光腔內(nèi)使用可飽和吸收晶體可以得到被動Q開光，這種Q開光是利用飽和吸收體存在非線性吸收特性，在強激光作用下吸收飽和而對激光呈現(xiàn)透明特性3 聲光調(diào)Q:光用過有超聲波作用的介質(zhì)時，由于衍射造成的偏折來控制激光器的Q值Laser:light amplification by stimulated emission of Radiation 激光放大器：為獲要高能量或功率而保持光束的質(zhì)量（包括脈寬，線寬，偏振等）通常采用放大的方法。激光放大器的結(jié)構(gòu)與激光振蕩腔器基本相似，只不