激光器结构详解(图文)

    以红宝石激光器为例：

    一台激光器是由工作物质、谐振腔和激励能源组成。

1． 工作物质：

    工作物质具有一定的能级结构，用来实现粒子数反转。不同的激光器工作物质不同。

 2． 谐振腔：

    光学谐振腔结构：

    在工作物质的两端安置两面互相平行的反射镜，其中一面是全反射镜，另一面是部分反射镜，这两面反射镜及它们之间的空间称为光学谐振腔。

    光学谐振腔其作用：

    （1）产生和维持光振荡

    光在粒子数反转的工作物质中传播时，得到光放大，当光到达反射镜时，又反射回来穿过工作物质，进一步得到光放大，这样不断地反射现象为光振荡。

    （2）确定激光方向 

    从部分透射光反射镜透射出的光很强，这就是输出的激光。由于只有在轴线方向上振荡的光才加强，其它方向的光受抑制，所以激光的方向性好。 

     （3）选频 

    光在谐振腔传播时形成驻波，由于要满足驻波条件ｌ=ｋλ/2，所以激光的单色性好。不满足此条件的光很快减弱而被淘汰，谐振腔又起选频的作用。 

    与谐振腔纵向长度有关的每个振动模式称纵模。



    在氦氖激光器0.6328μｍ自然谱线宽度Δν=1.3×109Hz内，若L=1ｍ，ｎ≈1可以存在的纵模个数为： 

    N=Δν/Δνk=1.3×109/1.5×108≈8 

    利用加大Δνk的办法就可使在Δν范围内，只有一个纵模频率，如下图。比如，缩短管长到10cm，则N≈1 

    （4） 选偏振 

    激光器分内腔式激光器和外腔式激光器。内腔式激光器结构简单，谐振腔长度是不调的，频率的固定的，且是非偏振的；外腔式激光器因两个反射镜是放在放电管的外侧，长度是可调的，频率是可变的，且是偏振的。

    3． 激励能源 

    为了使工作介质中出现粒子数反转，必须用一定的方法去激励原子体系，使处于上能级的粒子数增加。一般可以用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发介质原子，称为电激励；也可用脉冲光源来照射工作介质，称为光激励；还有热激励、化学激励等。各种激励方式被形象化地称为泵浦或抽运。为了不断得到激光输出，必须不断地“泵浦”以维持处于上能级的粒子数比下能级多。（编辑：中国激光网）