固体激光器的工作物质介绍，快来收藏！
发布日期：2022-10-13
固体激光器是以固体激光材料为工作物质的激光器。固体激光器的工作介质是在作为基质材料的晶体或玻璃中均匀掺入少量激活离子。例如：在钇铝石榴石（YAG）晶体中掺入三价钕离子的激光器可发射波长为1050纳米的近红外激光。
固体激光器具有体积小、使用方便、输出功率高等特点，一般固体激光器的连续功率在100瓦以上，峰值脉冲功率可高达109W，但工质制备复杂，所以价格昂贵。
在固体激光器中，泵浦系统辐射的光能通过聚焦腔，使工作在固体物质中的活性粒子有效吸收光能，在工作物质中形成的粒子数反转，然后通过谐振腔输出激光。固体激光器主要由五部分组成：工作物质、泵浦系统、聚光系统、光学谐振腔和冷却系统。
固体激光器的工作物质由光学透明的晶体或玻璃作为基质材料，掺杂激活离子或其他激活物质组成。一般来说，这种工作物质应具有良好的物理化学性质、窄的荧光谱线、强而宽的吸收带和高的荧光量子效率。
激光工作材料可以很容易地制成均匀的大尺寸材料，可用于高能量或高峰值功率的激光器，但其荧光光谱较宽，热性能较差，不适合在高平均功率下工作。常见的钕玻璃有硅酸盐、磷酸盐和氟磷酸盐玻璃，80年代初，负折射率温度系数的钕玻璃研制成功，可用于高重复率的中小能量激光器。
工作物质是固体激光器的核心，由激活粒子(全金属)和基质两部分组成，激活粒子的能级结构决定了光谱特性、荧光寿命等激光特性，而基质主要决定了工作物质的物理化学性质。
抽运源为工作物质中高能级和低能级之间的粒子数反转提供能量。泵浦光源需要满足两个条件：高发光效率和辐射光的光谱特性应该匹配工作物质的吸收光谱。
聚光腔有两个作用：一个是有效耦合泵浦源和工质；另一个是确定泵浦光密度在材料上的分布，它影响输出光束的均匀性、发散性和光学畸变。工质和泵浦源都安装在冷凝腔内，因此冷凝腔的质量直接影响泵的效率和性能。
光学谐振腔由全反射镜和部分反射镜组成，是固体激光器的重要组成部分，光学谐振腔不仅提供光学正反馈以保持激光连续振荡形成受激发射，而且限制振荡光束的方向和频率以保证输出激光的单色性和方向性。
冷却和滤光系统是固体激光器不可缺少的辅助设备，由于激光器工作时产生明显的热量，冷却系统主要对工质、泵浦系统和聚光腔进行冷却，起到保护激光器的作用，滤光系统滤除部分泵浦光和其他干涉光，以保证输出激光的单色性。
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