1、目录一、 国际上激光发展历史上的一些关键发明与发现。 .2二、 中国激光技术发展 3三、 激光器的组成： 3四、 全固态激光器： 3五、 高斯光束的几个基本参数 .3六、 描述高斯光束传输的 ABCD 定律。 3七、 往返传输矩阵 4八、 可能存在的激光波阵面的种类。 .5九、 调 Q 激光器的基本工作原理，调 Q 技术的种类， 5十、 锁模技术的种类，锁模激光特点。 .6十一、 什么叫相位匹配，能够以单轴晶体为例说明相位匹配的种类。 .6十二、 能够画出电光调 Q 倍频激光器的结构示意图。 6十三、 能够画出连续和准连续内腔双通倍频激光器的结构示意图。 .6十四、 能够画出 Spectrum
2、 Physics 公司的全固态绿光激光器的结构示意图。 .6十五、 什么叫参量振荡器，参量振荡器的种类。 .6十六、 激光放大器及其种类，并能画出结构示意图，行波放大器的优点。 .6十七、 再生放大技术和种类。 .6十八、 激光安全防护措施。 7一、 国际上激光发展历史上的一些关键发明与发现。1. 1958 年，肖洛和汤斯提出了“激光原理” ，发表了关于激光器的经典论文，奠定了激光发展的基础 。2. 1958 年，巴索夫提出利用半导体制造激光器的可能性3. 1962 年，玻璃体激光器；拉曼激光；GE 公司的 Hall 第一台 GaAs 半导体激光器问世。 4. 1963 年发明光纤激光器 。瓦
3、级光纤激光功率输出的技术飞跃在 1990 年得到了实现，当年一台 4 瓦的掺铒光纤激光器被报道 。5. 1963 年，N2 激光器；及紫外激光器。6. 1964 年，首次实现全固态激光器输出；离子激光器；染料饱和调 Q；锁模激光；CO2 激光器；高温 YAG 连振荡；电子束激励 CdS 激光器。7. 1965 年，化学激光；光参量振荡；色心激光；第一台可产生大功率激光的器件二氧化碳激光器诞生。8. 1966 年，染料激光器问世；第一台射线激光器研制成功，亚皮秒脉冲（fs)9. 1968 年，巴索夫还利用大功率激光器产生了热核反应；麦道公司全固态 Nd:YAG 1064nm 激光器 1.4mW。
4、10.1970 年， TEA CO2 激光器（横向激励） ；Xe2 准分子激光器；气体动力激光器；室温连续半导体激光器；光激励远红外振荡。11.1971 年，环形染料激光器。12.1972 年，波导激光器。13.1973 年， DFB 半导体激光器（分布反馈） 。14.1974 年，连续色心激光器。15.1976 年，自由电子激光。16.1977 年世界第一台自由电子激光器问世。17.1980 年，光孤子。18.1981 年，飞秒脉冲激光。 19.1982 年，阵列半导体激光器。 20.1984 年，半导体激光泵浦固体激光器；BBO 晶体（硼酸钡）透紫外非线性晶体（中国人发明） ；自发辐射调射
5、线放大 。21.1985 年,D. L. Spies 第一台高效全固态激光器。利用单管 LD 作端面泵浦源，激光介质 Nd:YAG 棒长 1cm，采用平凹腔结构，泵浦功率 220mW 时，得到 80mW 的 1064nm TEM00 激光输出，光光效率 37%，总的电光转换效率 8%。 22.1986 年，光纤放大器；钛宝石连续波长可调激光器。23.1990 年，美国研制成功畸变量子阱激光器，开关速度达 280 亿次/秒，这是激光器有史以来达到的最高速度。24.1989 年， LBO （硼酸钾晶体）非线性透紫外（中国人发明） 。 25.1992 年，美国贝尔实验室的研究人员研制出当时世界上最小
6、的半导体激光器，直径只有 2 至 10 微米。在一个大头针的针头上，可以装下 1 万个这样的新型半导体激光器。26. 1992 年，日本推出一种高输出半导体激光器，特点是服务寿命长，在室温下可连续工作 5000 小时。27.1997 年，美国麻省理工学院的研究人员研制出第一台原子激光器。 二、 中国激光技术发展1. 1957 年，王大珩等在长春建立了我国第一所光学专业研究所中国科学院（长春）光学精密仪器机械研究所。2. 1961 年夏，王之江主持，我国第一台红宝石激光器研制成功（在长春光机所） 。3. 1963 年 ，邓锡铭等第一台 He-Ne 激光器 ；干福熹等掺钕玻璃激光器 ；1963 年
7、 ，王守武等 ，GaAs 同质结半导体激光器 4. 1964 年 ，万重怡等 ，脉冲 Ar+激光器 ；用激光演示传送电视图像，实现 330公里的通话。5. 1965 年 ，王润文等 ，CO2 分子激光器 ；激光打孔机成功地用于拉丝模打孔生产，获得显著经济效益；激光视网膜焊接器进行了动物和临床实验 ；研制成功激光漫反射测距机（精度为 10 米/10 公里） 6. 1966 年 ，邓锡铭等 ，CH3I 化学激光器 ；屈乾华等 ，YAG 激光器 ； 研制出遥控脉冲激光多普勒测速仪。 三、 激光器的组成：工作物质+谐振腔 +激励源1. 工作物质是核心2. 激励源：实现粒子数反转3. 谐振腔：正反馈+选
8、模四、 全固态激光器：以半导体激光器为泵浦源的固体激光器。全固态激光器的优点：效率高（30%） 、 （功率和频率）稳定性高、光束质量好、寿命长、结构紧凑、体积小、重量轻等五、 高斯光束的几个基本参数 w0束腰半径 R波阵面曲率半径 （或 ） 发散角 b共焦参数 M2 束腰 w0最小光束半径六、 描述高斯光束传输的 ABCD 定律。q(z)光束复曲率 DCqBA12 )()(1)(2zwizRzq七、 往返传输矩阵如果给出稳定腔内某一点的往返传输矩阵，能够求出的该点的光束半径和曲率半径等参数。谐振腔的往返矩阵激光稳定的判定条件：一激光谐振腔的结构如图所示，其中 M1 和 M2 腔镜的曲率半径分别
9、为 R1 和 R2，腔中的凸透镜的焦距为 f（距离 M1 顶点 l1） ，总腔长为 l，请写出自 A 点开始的往返传输矩阵形式。21120RLgg(22)= 1 02111 10 11 01 11 10 1 1 02211 10 1 1 01 11 10 1(11)八、 可能存在的激光波阵面的种类。球面波或平面波九、 调 Q 激光器的基本工作原理，调 Q 技术的种类， 并能画出各调 Q 激光器的结构示意图。调的基本原理 ：在泵浦开始时，使腔处于低值（ 大）状态，使其不能形成振荡，上能级的反转粒子数就可以大量的积累，当积累到最大值时，突然使值增大（ 减小）激光振荡迅速建立起来，在极短的时间内上能
10、级的反转粒子被消耗，转变为腔内的光能量，从腔的输出端以单一脉冲形式释放出来，从面有一个强的激光巨脉冲输出。调 Q 技术的种类：1.主动式调 Q：电光调声光调转镜调2.被动式调：色心晶体调燃料调十、 锁模技术的种类，锁模激光特点。 主动锁模 被动锁模 自锁模 同步泵浦锁模锁模激光的脉宽极窄、峰值功率很高。十一、 什么叫相位匹配，能够以单轴晶体为例说明相位匹配的种类。根 据 光 的 偏 振 态 相 位 匹 配 可 以 分 为 两 种 类 型 ： 角 度 相 位 匹 配 和 温 度 相 位 匹 配 。 如 ： 入射光以一定角度入射晶体，通过晶体的双折射，由折射率的变化来补偿正常色散而实现相位匹配的，
11、这称为角度相位匹配十二、 能够画出电光调 Q 倍频激光器的结构示意图。十三、 能够画出连续和准连续内腔双通倍频激光器的结构示意图。蓝皮书 263 页十四、 能够画出 Spectrum Physics 公司的全固态绿光激光器的结构示意图。十五、 什么叫参量振荡器，参量振荡器的种类。参量振荡器（Optical Parametric Oscillator，简称 OPO）既是非线性光学频率变换的器件，又是波长可调谐的光源，具有调谐范围宽、结构简单及工作可靠等优点。双谐振（DRO） 单谐振（SRO）十六、 激光放大器及其种类，并能画出结构示意图，行波放大器的优点。激光放大器 是指利用光的受激辐射进行光的
12、能量 (功率) 放大的器件。通过采用激光放大器，可以在获得高的激光能量或功率时而又保持激光的质量（包括脉宽、线宽、偏振特性等）。常用于可控核聚变、核爆模拟、超远激光测距等重大技术中的高功率激光系统。 常见激光放大器可以分为两类，即脉冲的或稳态的。如果输入激光脉冲的时间宽度 c 小于放大器高能级的自发辐射寿命 21，则称为脉冲激光放大器。反之，c21，的就称为稳态激光放大器，它包括了长脉冲激光放大器和连续激光放大器。脉冲激光放大器以放大激光能量为主，而稳态激光放大器则主要是放大激光功率(或光强)，实际上激光振荡器也是这样分类的。此外，脉冲激光放大器中，还可分出一类，称之为超短脉冲放大器，它主要对
13、锁模激光脉冲进行放大，与锁模激光器 一样有自己的特点。具 有 输 出 功 率 大 （ Ku 频 段 可 以 到 2KW、 C 频 段 可 以 到 3KW） 、 工 作 带 宽 范 围 宽 （ 一 般为 750MHz， 可 扩 展 至 1250MHz） 、 效 率 高 （ 一 般 可 以 达 到 25%左 右 ） 等 特 点 。十七、 再生放大技术和种类。再生放大技术：将一光束质量好的微弱信号注入一个激光（振荡）器中，注入的光信号作为一个“种籽”控制激光振荡的产生，即让激光振荡是在这个“种籽”的基础上而不是从噪声中发展起来，并得到放大之后输出外，从而得到光束性能优良、功率高的激光。再生放大种类：1.外注入再生放大；2.自注入再生放大。十八、 激光安全防护措施。激光器的设计制件采取措施：防护罩、联锁器、控制开关、警报装置、衰减器、控制器、光学监视、级别标志、光阑、服务标志、提供用户和销售人员资料等。激光器的操作采取措施：光衰减器、警告标志、镜面反射防护、防护镜、防护服、安全教育。
