第四章光源和光的调制.ppt

（2）氩离子激光器以氩气为工作物质的激光器。在大电流的电弧光放电或脉冲放电的条件下工作。输出波长有514.5nm、488nm、496.5nm（3）二氧化碳激光器以二氧化碳气体作为工作物质的激光器。在激光器内除充入二氧化碳外，还充入氦和氮，以提高激光器的输出功率。低气压纵向激励的二氧化碳激光器是气体激光器中连续输出功率最大和转换效率最高的一种器件。小型二氧化碳激光器可用于测距，大功率二氧化碳激光器可用作工业加工和热处理等激光的输出谱线波长分布在9~11μm第31页，共76页，星期日，2025年，2月5日2.固体激光器（1）红宝石激光器红宝石激光器是最早制成的固体激光器。红宝石激光器激光波长为694.3nm，脉冲宽度在1ms以内，输出功率一般可达10千瓦，能量转换效率为0.1%。脉冲工作单色性差，相干长度仅几毫米。红宝石激光器第32页，共76页，星期日，2025年，2月5日固体激光器的两种典型结构第33页，共76页，星期日，2025年，2月5日2.固体激光器（2）玻璃激光器玻璃激光器常用钕玻璃作工作物质，可广泛用于测距、材料加工、微微秒快速过程和激光核聚变的研究。聚光腔一般为椭圆形，直管形泵灯与圆柱形激光棒分别放在椭圆腔的两个焦线上。（3）钇铝石榴石激光器（YAG激光器）第34页，共76页，星期日，2025年，2月5日3.染料激光器（液体激光器）液体激光器中最普遍采用的激光器，以染料作为工作物质。采用不同的染料溶液和激发光源，输出的波长范围可达0.32~1。4.半导体激光器半导体激光器特点：体积小，重量轻、寿命长、效率高。如砷化镓激光器转换效率可达20%，寿命超过一万小时。第35页，共76页，星期日，2025年，2月5日（3）结构将P-N结切成长方块，焊上电极。其侧面磨成非反射面，二极管的端面是平行平面并构成端部反射镜。大电流由引线输入。特点：体积很小，重量轻、寿命长、效率高。如砷化镓激光器转换效率可达20%，寿命超过一万小时。第36页，共76页，星期日，2025年，2月5日调Q激光器：通过控制谐振腔的Q值按某种规定的程序变化，当激光器开始工作时使腔内处于低Q状态，谐振腔的激光振荡阈值很高，工作物质上能级不断积累粒子，某一时刻使得工作物质上能级粒子数积累到最大值，此时若使Q值突然升高，则振荡阈值降低，谐振腔内在短时间内激光上能级储存的大部分能量转变为光能量，有极强的激光脉冲输出。激光器的锁模：锁模指纵模锁定。锁模可以获得超短脉冲。被锁模的多个纵模激光输出时，产生叠加，其叠加结果相当于一个振荡频率为的单色余弦波振幅受到调制。第37页，共76页，星期日，2025年，2月5日激光器的类型第38页，共76页，星期日，2025年，2月5日其它光源热辐射光源白炽灯：可见光谱辐射源，依靠电能加热金属丝，使其在真空或惰性气体中达到白炽状态而发光。白炽灯能量损失较大、发光效率低，可见辐射仅有6%~12%。但因其结构简单，造价低廉，使用方便，且有连续光谱，仍然是应用最广的光源。卤钨灯：高温下从灯丝蒸发出来的钨在温度较低的泡壳附近与卤素反应，生成具有挥发性的卤钨化合物，又向回扩散到温度很高的炽热灯丝附近，又分解为卤素和钨；释放出来的钨沉积到灯丝上，卤素则又扩散到温度较低的泡壳附近再与蒸发出来的钨化合。特点：（1）体积小（2）光通量稳定（3）紫外线较丰富（4）发光效率比白炽灯高2~3倍（5）寿命长。缺点：价格较贵，管壁温度高，使用时要注意安全，以免烧毁其它物质。第39页，共76页，星期日，2025年，2月5日气体放电光源置于气体中的二电极之间放电发光的光源－开放式气体放电光源直流电弧、高压电容火花、高压交流电弧、碳弧。－气体灯：将电极间的放电过程密封在泡壳中进行辉光放电脉冲灯、燃烧式闪光泡、原子光谱灯主要特点：发光效率高，结构紧凑，耐震，耐冲击；寿命长；光色范围大，气体放电光源通常被用于工程照明和光电测量中。第40页，共76页，星期日，2025年，2月5日气体放电光源类型表第41页，共76页，星期日，2025年，2月5日4.4光的调制调制：将信息加载到介质载体的过程称为调制。光调制：将信息加载到光载波上，并使光的参量发生变化的过程称为光调制。光载波所具有的特征参量：光功率，振幅，频率、相位、脉冲和偏振方向，传播方向等光调制分类：