中红外激光的产生方法
摘要
简要概述了产生中红外激光的各种方式,分析了各个方法的有缺点.并对中红外激光的发展进行了展望.
关键词:中红外激光产生发展
引言
激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一个重大发明。它的原理早在 1916 年已被物理学家爱因斯坦发现，但直到 1958 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。
红外激光器是在1960年，由美国物理学家西奥多·梅曼通过一个高强闪光灯管来刺激在红宝石水晶里的铬原子而首次研制出来的。随后红外激光就得到了迅速的发展。
1 线性方法产生红外激光
1.1 半导体量子级联激光器
双异质结体材料结构激光器的有源区的厚度薄至可与电子的德
布罗意波长30nm相比拟时，则电子在该方向的运动会受到限制，其动能将被量子化成分立的能级，和量子力学中一维势阱情况一样，称为量子阱激光器。量子级联激光器是一种基于子带间电子跃迁的新型单极光源，将数个量子阱结构串联在一起。它的输出波长与有源区量子阱厚度有关，可通过温度或电流进行调谐。它的缺点是结构复杂，生长层次繁多，闽值电流密度大，散热性差，作为半导体激光器，输出功率小、光束质量差[1]。
1.2 固体激光器
固体激光器是以掺杂的玻璃、晶体或透明陶瓷等固体材料为工作物质的激光器。固体激光器具有结构紧凑、小巧、牢固、灵活等优点，特别是半导体泵浦的仝固化固体激光器很容易做到高重复频率、高峰值功率脉冲激光输出[2]。
1.3 自由电子激光器
自由电子激光器是利用相对论电子束通过一个称为摇摆器的周
期变化的横向磁感应场来与电磁辐射相互作用产生激光的装置。由于相对论电子束有很高的功率密度，工作介质又是自由电子，不存在击穿问题，因此自由电子激光器能产生很高的功率。自由电子激光器输出波长与电子束能量有关，容易连续调谐，工作的频率范围可以很宽，从厘米波到纳米波。但自由电子激光器体积比较庞大、价格也相对比较贵[3]。
1.4 化学激光器
化学激光器靠化学反应提供能源。它具有输出能量大和光束质量好的优点，缺点是由于不同的旋转跃迂受激辐射相互交错层叠使输出能量分布在比较宽的光谱范围内，还可以产生有毒的化学副产品，而且还需要消耗费用昂贵的气体[4]。
1.5 气体激光器
气体激光器是以气体或蒸汽作为激光介质，通过放电、电子束激励、化学激励、气动激励和光泵方式获得激光输出。
2 非线性方法产生中红外激光
自1961年P．A．Franken及其同事观测到红宝石激光在石英晶体内的光倍频现象以来，各种非线性光学现象放大量地发现，非线性光学已成为现代量子电子学领域中不断发展着的一个重要分支，同时非线性光学器件也成为扩展已有激光波长范围的重要手段。
2.1 倍频激光器
倍频激光器作为非线性光学激光器中的一种，已在工程上获得了相当广泛的运用。倍频又称为二次谐波产生，是指一束频率为ω的激光在通过非线性介质后频率加倍变成为2ω，的现象这是一类典型的二次非线性光学效应，并且。作为从长波长激光获得更短波长激光的有效手段，受到了人们的普遍重视。[5]利用远红外脉冲C02激光器倍频产生3～5μm激光器。倍频晶体一般采用AgGaSe2。C02激光器可在8.7～11.8μm波段上输出近百条谱线，在9～11μm的80多条谱线都可以用AgGase2晶体倍频，其倍频光4.5～5.5μm。
2.2 差频激光器和光参量激光器
差频激光器和光参量激光器都是利用频率下转换将可见光或近
红外光转换到中红外波段。差频和参量是和频过程的逆过程，在莠频和参量过程中晶体中三波发生互作用，强泵浦光转变为差频光或参最中的信号光和闲频光。此过程遵循能量守恒定理，即一个高频光子转变为两个低频光了且有高频光子的能量等于两个低频光子之和。高相干性的泵浦源和合适的二阶非线性晶体是实现中红外输出的两个必
要条件。
目前能够用于中红外激光器的晶体有AgGaSe2与AgGaS2晶体，KTP与KTA晶体，ZnGeP2晶体，LiIO3晶体，LiNbO3晶体等。在这些晶体中，又以LiNbO3晶体和ZnGeP2晶体作为首选晶体。LiNb03晶体以1μm左右波长的泵浦源为主，主要输出波长短于4μm的中红外激光；ZnGeP2晶体对波长短于2μm的光吸收强烈，要求泵浦源波长长于2μm，由于该晶体大的非线性吸收和优良的热传导特性使它成为高重复频率、高功率中红外激光用中红外晶体的首选非线性工作物质。光学差频中两束泵浦光进入晶体，在晶体中产生第三束差频光，同时参与差频的低频泵浦光也得到增强。差频过程不需要振荡腔，也不需要光参量过程那么高的闳值。缺点是需要两个相干性好的泵浦光源，光路复杂[6]。
3 小结
随着人类对激光技术的进一步研究和发展，激光器的性能和成本将逐渐降低，它的应用范围将继续扩大，并将会发挥出越来越巨大的作用。
参考文献
[1] 李琦，王骐，尚铁梁．量子级联激光器的发展及其应用[J]．激光
与红外，200l，3l(2)：73-76.
[2] CHEN D W，FINCHER C L，ROSE T S，et a1．Diode- pumped 1-W
continuous-wave Er YAG 3-mm laser [J]．Op Lett , 1999, 24( 6):385 -387．
[3] 杜样琬．高技术要览—激光卷[M]．北京：科学技术出版社，2000．
[4] 于清旭，李红，林钧岫．基于泛频CO2激光器的微量气体光声光
谱仪[J]．光电子·激光，2003，14(7):669-671．
[5] 程干超，张明月，杨琳等．可调谐TEAC02激光在AgGaSe2中的倍
频[J]．量子电子学报，1997，14(2)：166- 169．
[6] 田文，蒋艳锋，任钢等．基于差频技术产生4μm波长光波混频系
统的特性分析[J]．光学与光电技术，2005，3(3): 26-28．
激光对射与红外对射的比较 在防盗报警领域，室内防范目前主要采用门磁、红外幕帘探测，对于晚上和无人员活动的室内防范可能比较合理。对普通家居、别墅等场所则不适应，有人时不能布防，晚上也不便于布防，达不到御贼于外的目的。 红外栅栏应用到门窗的室内防范不会影响到人员活动，但是，红外栅栏会受杂光、红外反射光及同频干扰误报率高。 因此，可靠性差是目前影响主动红外对射大量进入家居防范的主要原因。 对于室外防范，特别是较大空间范围的居民小区、工业园区、变电站等场所主要应用红外对射。但是，从目前全国使用的情况看，真正长期应用的是极少数，大多成为一种摆设。究其原因，主要是抗干扰能力差，受自然环境的影响，易发生误报警，包括各种光干扰、强磁干扰和恶劣天气的影响。因此，在我国目前主动红外探测产品的应用仍是有限的，其原因主要是产品本身问题，受制于红外光源的特性。 将激光作为探测光源具有很多优势。 北京三安古德科技发展有限公司经过多年攻关努力，成功解决了激光稳定性、安全性、适应性、编码定位、低功率化和小型化问题。在全球安防市场上率先推出信号旗栅栏型激光对射探测器。 它既具有激光的光源优势，又具有红外栅栏简洁隐匿的外形特征，能兼顾室内外应用环境。是防盗报警领域新一代革命性产品，能极大地拓展防盗报警领域的应用空间，能带来应用理念上的全新变化，主要
包括以下方面： 全天候应用概念--激光能量集中，比红外光穿透力强，能适应雨雾霜雪沙尘天气和抗光干扰。 全环境应用概念--高稳定性和特殊的抗干扰设计，能适应各种天象和强磁场环境，环境适应性好。全时段应用概念--低能耗特性，能24小时全时段布防使用，节约电能。 全封闭应用概念--低能耗和高稳定性特性在家居防范中可以无间隙封闭设防，御贼于外。大纵深应用概念--对于别墅和较大空间场所，可以设置多层、多道、明暗激光网阵，构成大纵深防范。 大周界应用概念--总线制安装、自备编码技术和低能耗特点。一台报警主机可以控制100000付探测器，长度可达100公里以上，而且能精确显示入侵位置。红外对射和红外栅栏作为最早出现的周界报警产品之一，在全世界应用及其广泛。 由于红外产品本身的缺陷以及大量劣质产品对市场的冲击，红外对射栅栏在周界应用中。在受到最大批评的同时也制约了其本身的应用发展，很多使用红外对射的周界防范工程基本上成为摆设。很少有真正大量的红外栅栏进入普通家居防范。尽管生产厂家不断改进与完善，但其光源上的先天不足使其面临发展瓶颈。市场迫切需要一种性能更好的光束遮挡型探测器来替代红外对射产品。 红外对射和栅栏的缺陷是红外光扩散角大，功率密度小，易受白光抑制干扰。需要聚焦才能形成探测用光束，同时需要特殊材料过滤掉杂光。这使整个产品结构复杂，而且造成高能耗。在多种光源筛选
红外通信基本原理 红外通信是利用950nm近红外波段红外线作为传递信息媒体，即通信信道。发送端采用脉时调制（PPM）方式，将二进制数字信号调制成某一频率脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲形式发送出去；接收端将接收到光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。 简而言之，红外通信实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输；红外通信接口就是针对红外信道调制解调器。 https://www.doczj.com/doc/bc6597602.html,提示请看下 图: 2 红外通信接口硬件电路设计 单片机本身并不具备红外通信接口，但可以利用单片机串行接口与片外红外发射和接收电路，组成一个应用于单片机系统红外串行通信接口，如图1所示。 2.1 红外发送器
红外发送器电路包括脉冲振荡器、驱动管T1和T2、红外发射管D1和D2等部分。其中脉冲振荡器由NE555定时器、电阻（R1、R2）和电容（C1、C2）组成，用以产生38kHz脉冲序列作为载波信号；红外发射管D1和D2选用Vishay公司生产TSAL6238，用来向外发射950nm红外光束。 2．2 硬件电路 接口电路如图4所示，J1为红外发射／接收电路的发射信号和接收信号接口，可以用1 0Pi ns排线直接和SPCE061A的10B高8位相连，通过SPCE061A的IOB8输出38kHz的调制波，IOB8输出TimerA PW M脉宽调制输出。载波图如图3所示。 红外信号的调制主要有两种，一种是脉宽调制(PWM)，一种是通过脉冲串的时间间隔实现信号调制的脉时调制(PPM)，本文采用的方法是PPM。 61板是这个系统的控制核心，红外发射管选用的是由Visay公司生产的TSAL6238，用来发射940nm的红外光束，发射电路主要由电阻电容三极管和红外发射管组成，串行码的发送主要由TimerA定时器，IOB8编程为第二功能是由TimerA控制输出占空比可调的脉宽调制信号APWM0，产生38kHz的载波信号，如图5是38kHz的调制波。串行数据由单片机的串行输出端TXD送出并驱动三极管，利用两个红外发射管将38kHz的载波信号以光脉冲的形式向外发送。串行码为1时，打开输出，为0时，关闭APWM0输出(输出低电平)。用TimerB控制脉冲宽度。 红外发送器工作原理为：串行数据由单片机串行输出端TXD送出并驱动T1管，数位“0”使T1管导通，通过T2管调制成38kHz载波信号，并利用两个红外发射管D1和D2以光脉冲形式向外发送。数位“1”使T1管截止，红外发射管D1和D2不发射红外光。若传送波特率设为1200bps，则每个数位“0”对应32个载波脉冲调制信号时序，如图2所示。 https://www.doczj.com/doc/bc6597602.html,提示请看下 图:
浅谈半导体激光器及其应用 摘要：近十几年来半导体激光器发展迅速,已成为世界上发展最快的一门激光技术。由于半导体激光器的一些特点，使得它目前在各个领域中应用非常广泛，受到世界各国的高度重视。本文简述了半导体激光器的概念及其工作原理和发展历史,介绍了半导体激光器的重要特征,列出了半导体激光器当前的各种应用,对半导体激光器的发展趋势进行了预测。 关键词：半导体激光器、激光媒质、载流子、单异质结、pn结。 自1962年世界上第一台半导体激光器发明问世以来,半导体激光器发生了巨大的变化,极大地推动了其他科学技术的发展,被认为是二十世纪人类最伟大的发明之一。近十几年来,半导体激光器的发展更为迅速,已成为世界上发展最快的一门激光技术。半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域,已成为当今光电子科学的核心技术。由于半导体激光器的体积小、结构简单、输入能量低、寿命较长、易于调制以及价格较低廉等优点,使得它目前在光电子领域中应用非常广泛,已受到世界各国的高度重视。 一、半导体激光器 半导体激光器是以直接带隙半导体材料构成的Pn 结或Pin 结为工作物质的一种小型化激光器。半导体激光工作物质有几十种,目前已制成激光器的半导体材料有砷化镓、砷化铟、锑化铟、硫化镉、碲化镉、硒化铅、碲化铅、铝镓砷、铟磷砷等。半导体激光器的激励方式主要有三种,即电注入式、光泵式和高能电子束激励式。绝大多数半导体激光器的激励方式是电注入,即给Pn 结加正向电压,以使在结平面区域产生受激发射,也就是说是个正向偏置的二极管。因此半导体激光器又称为半导体激光二极管。对半导体来说,由于电子是在各能带之间进行跃迁,而不是在分立的能级之间跃迁,所以跃迁能量不是个确定值, 这使得半导体激光器的输出波长展布在一个很宽的范围上。它们所发出的波长在0.3～34μm之间。其波长范围决定于所用材料的能带间隙,最常见的是AlGaAs双异质结激光器,其输出波长为750～890nm。 半导体激光器制作技术经历了由扩散法到液相外延法(LPE), 气相外延法(VPE),分子束外延法(MBE),MOCVD 方法(金属有机化合物汽相淀积),化学束外延(CBE)以及它们的各种结合型等多种工艺。半导体激光器最大的缺点是:激光性能受温度影响大,光束的发散角较大(一般在几度到20度之间),所以在方向性、单色性和相干性等方面较差。但随着科学技术的迅速发展, 半导体激光器的研究正向纵深方向推进,半导体激光器的性能在不断地提高。以半导体激光器为核心的半导体光电子技术在21 世纪的信息社会中将取得更大的进展, 发挥更大的作用。 二、半导体激光器的工作原理 半导体激光器是一种相干辐射光源,要使它能产生激光,必须具备三个基本条件: 1、增益条件:建立起激射媒质(有源区)内载流子的反转分布,在半导体中代表电子能量的是由一系列接近于连续的能级所组成的能带,因此在半导体中要实现粒子数反转,必须在两个能带区域之间,处在高能态导带底的电子数比处在低能态价带顶的空穴数大很多,这靠给同质结或异质结加正向偏压,向有源层内注入必要的载流子来实现, 将电子从能量较低的价带激发到能量较高的导带中去。当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用。 2、要实际获得相干受激辐射,必须使受激辐射在光学谐振腔内得到多次反馈而形成激光振荡,激光器的谐振腔是由半导体晶体的自然解理面作为反射镜形成的,通常在不出光的那一端镀上高反多层介质膜,而出光面镀上减反膜。对F—p 腔(法布里—珀罗腔)半导体激光器可以很方便地利用晶体的与p-n结平面相垂直的自然解理面构成F-p腔。 3、为了形成稳定振荡,激光媒质必须能提供足够大的增益,以弥补谐振腔引起的光损耗及从腔
中红外光纤激光器 摘要 位于2~5μm中红外波段的激光在国防、医疗、通信方面有着特殊的 重要应用。利用固体激光器泵浦稀土离子掺杂的玻璃光纤产生荧光发射是 直接获得2～5 μm 波段中红外激光的有效途径，具有光束质量好、体积 小、转换效率高、散热效果好等优点。本文介绍了中红外光纤激光器的原 理、研究现状和发展前景。对中红外光纤激光器的发展和研究方向进行了 阐述。 关键词：中红外；光纤激光器；稀土离子；硫化物光纤；氟化物光纤 一、中红外光纤激光器简介 1.1 中红外激光 位于2~5μm中红外波段的激光在国防、医疗、通信方面有着特殊的重 要应用。它位于大气“透明窗口”,处于大多数军用探测器的工作波段, 可 以进行战术导弹尾焰红外辐射模拟、人眼安全的激光雷达、激光定向红外 干扰等军事用途。在民用领域可用于遥感化学传感、空气污染控制，它还 可以用于新一代激光手术,使血液迅速凝结,手术创面小、止血性好（水分 子在3μm附近有很强的吸收峰）此外，采用2～5 μm 替代目前广泛使用 的1.55 μm 作为光纤通信工作波长也是一项极具研究价值的课题，由于 材料的Rayleigh 散射与光波长的四次方成反比，采用2～5 μm 作为工 作波长可以有效降低光纤损耗，增加无中继通信的距离。因此，研发中 红外波段的激光器对于国家安全和国民经济建设具有十分重要的意义。 获得中红外激光的方法有间接方法和直接方法。其中间接方法包括： (1) CO2激光器的倍频及差频输出 (2) 利用非线性红外晶体采用非线性频率变换或光学参量振荡技术 将其它波段激光调谐到中红外波段 直接方法包括： (1)以氟化氘等为介质的化学激光器 (2) 以AlGaAsSb，InGaAsSb，InAs/(In)GaSb 等锑化物窄禁带半导 体、过渡金属离子掺杂的Ⅱ–Ⅵ族半导体制作的中红外激光器 (3)近红外半导体激光泵浦的稀土离子或过渡金属离子掺杂的玻璃、
西南科技大学 自动化专业方向设计报告 设计名称：红外光通信装置 姓名：杨 * * 学号: 2 0 1 0 5 7 8 9 班级：自动 1 0 0 4 班 指导教师：武丽 起止日期： 2013年10月15日--11月9日 西南科技大学信息工程学院制
方向设计任务书 学生班级：自动1004 学生姓名：杨* * 学号：20105789 设计名称：红外光通信装置 起止日期：2013年10月15日---11月9日指导教师：武丽 方向设计学生日志
红外光通信装置 摘要：基于2013年电子设计大赛红外光通信装置题目的要求，设计了具有实际运用价值的红 外光无线扩音装置。该装置由音频放大滤波电路，SPWM音频信号比较调制器，红外载波信号发生器，红外接收器，功率放大电路，LC低通滤波等模块构成。由模拟电路搭建的红外光通信信道传送经过处理的连续的音频信号，并由后级电路还原传送出来的音频信号，让喇叭发出原始音频信号。该系统能够完整的将频率范围为300Hz-8KHz的音频信号通过红外光传送4m以 外并接收还原。 关键词：红外光通信；音频传送；SPWM载波 Design of Infrared Communication Device Abstract:The infrared communication device is based on the National Undergraduate Electronic Design Contest of 2013 , but it has more practical application value . This appliance contains an amplifier , SPWM modulator audio signal comparator , an infrared carrier signal generator , IR receiver , Power amplifier circuit , LC low-pass filter . The analog circuit structures of the infrared light transmitted through the communication channel continuous audio signal processed by the post-stage circuit to restore the audio signal sent out , so that the original audio signal horn . The system can be a complete frequency range of 300Hz-8KHz audio signals transmitted by infrared light and receive reduction up to 4m , temperature detection and transmission display . Keyword: Infrared light transmission ; Audio transmission ; SPWM 0 引言 现在市面上使用较为广泛的无线技术有红外光无线以及无线电技术。无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技术，无线电波是在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波，频率为300MHz-300GHz的电磁波称为微波，也称为“超高频电磁波”。其特点是：只能进行可视范围内的通信；大气对微波信号的吸收与散射影响较大；主要用于几公里范围内，不适合铺设有线传输介质的情况，而且只能用于点到点的通信，速率也不高，一般为几百Kbps。红外是一种无线通讯方式，可以进行无线数据的传输。自1974年发明以来，得到很普遍的应用，如红外线鼠标，红外线打印机，红外线键盘等等。
水平固定式全激光高精度机动车尾气遥感在线监测系统 技术方案 （汽柴油一体）
1 机动车尾气遥感监测发展现状 1.1 机动车尾气遥感监测难点 ）、碳氢化合机动车尾气实时监测组分：一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO 2 ）、不透光度。 物（HC）、氮氧化物（NO X 可有效监测汽油车、柴油车尾气污染物，测量范围： CO：（0-10）％； ：（0-16）％； CO 2 HC：(0-10000)ppm； NO：(0-10000)ppm； 不透光度：（0-100）%； 测量精度和重复性误差：符合《在用柴油车排气污染物测量方法及技术要求》（HJ845-2017）标准要求。 目前机动车尾气遥测主要技术难点： （1）车辆快速通过时，尾气扩散较快，要求监测设备响应快速，否则无法实时监测气团浓度，导致测量结果不能够真实反应车辆的实际排放情况，在实际的道路上会出现大量误检和漏检。 （2）烟气迅速扩散，测量误差大。在开放环境中，机动车尾气气团会迅速扩散，所以直接测量得到的各个组分的浓度绝对值不能反应尾气排放的真实值，但对同一尾气气团，扩散后各位置的各组分的体积比系数是相同的，所以机动车尾气遥测测量设备通过燃烧方程，根据各组分的相对体积比来反演尾气排放的真实浓度。然而目前绝大多数机动车尾气遥测设备遥测光路不能够同光路，导致测量各组分的绝对浓度值不是气团的同一位置的值，体积浓度比已经不准确，因此利用燃烧方程反演的值不能反应尾气真实排放情况。 1.2 机动车尾气遥感监测现状 近几年国内机动车尾气遥感监测技术得到快速发展，技术路线包括NDIR非分散红外光谱、DOAS紫外差分吸收光谱、TDLAS可调节半导体激光吸收光谱等。在户外尾气遥感监测应用领域TDLAS可调谐半导体激光吸收光谱技术路线，在抗干扰能力、测量分辨率、信号稳定性、光源寿命、运维成本以及测量
红外通信收发系统的设计和实现实验报告学院：信息与通信工程学院 姓名： 班级： 学号：
红外通信收发系统的设计和实现实验报告 1、课题名称 红外通信收发系统的设计与实现 2、摘要 红外通信系统的设计是光通信系统的一个重要分支，红外数据传输，使用传输介质――红外线。红外线是波长在750nm～1mm之间的电磁波，是人眼看不到的光线。红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75～25um之间。本实protel软件辅助设计，分析并设计了红外通信系统的发射电路与接收电路，实现了红外信号的无线传输功能和音乐信号的收发功能。 3、关键词 红外线、收发系统、音乐芯片 3、设计任务要求； 1、基本要求： （1）设计一个正弦波振荡器，f≥1kHz，Uopp≥3v； （2）所设计的正弦波振荡器的输出信号作为红外光通信收发系统发送端的输入信号，在接收端可收到无明显失真的输入信号； （3）要求接收端LM386增益设计G=200; （4）设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用软件绘制完整的电路原理图（PROTEL）及印制电路板图（PCB） 2、提高要求： 利用音乐芯片产生乐曲，调制LED后发出，接收端接收信号利用喇叭将发送的乐曲无失真的播放出来。 3、探究环节： 探索其它红外光通信收发系统的应用实例，数字调制的解决的方案，给出应用方案。 4、设计思路、总体结构框图；
1、设计思路 系统主要由信号产生电路，红外光发射系统，红外光接收系统三个模块完成基本实验要求，其中信号产生电路分别由信号发生器和音乐芯片代替，电信号经过发生系统转化为红外光信号，经接收系统接受后，光信号转化为电信号，再通过喇叭将其转化为语音信号，实现红外光通信的全过程。 首先主要用信号发生器发出电信号，微弱的电信号经过一个分压式共射电路适当放大，并通过LED红外发送管转化为光信号发送。 信号经接收管接收后，通过运放电路得到较高的输出功率，驱动喇叭发出声音。利用放大器LM386，调节电位器改变其增益，驱动喇叭得到所需功率。再将音乐芯片替代信号发生器重复上述过程即可驱动喇叭发出音乐芯片的声音（此实验为三声门铃声） 2.总体框架图 1、信号的产生 实验中使用了音乐芯片KD-9300或者LX-9300来完成。信号产生也可以使用RC振荡器构成，但信号的幅度不宜过大。 2、红外光发送模块的设计 设计原则主要是考虑红外发送管的工作电流，电流过小，传输距离短，电流过大容易毁坏发光管。（要注意芯片的接法以及发送电路的连接。） 3、红外光接收模块的设计 1）高通滤波器：红外接收的二极管都是光敏二极管，这样普通光对其都成一定程度的影响，为了获得更好的效果，还要在信号输出端加入高通滤波器，消除恒定的外接低频信号的干扰，这样接收效果和灵敏度将显著提高。 2）功率放大器：利用音频功率专用放大器LM386，可以得到50~200的增益，确保驱动喇叭。 所以设计框图如下 光通信收发系统原理图
激光基础知识2——激光器 中文名称：激光器 英文名称：laser 定义：产生激光的装置。 应用学科：机械工程（一级学科）；光学仪器（二级学科）；激光器件和激光设备-激光器名称（三级学科） 一、原理 除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同，产生激光的必不可少的条件是粒子数反转和增益大过损耗，所以装置中必不可少的组成部分有激励（或抽运）源、具有亚稳态能级的工作介质两个部分。 激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。 工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位，从而实现光放大。 激光器中常见的组成部分还有谐振腔，但谐振腔（见光学谐振腔）并非必不可少的组成部分，谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的方向性和相干性。而且，它可以很好地缩短工作物质的长度，还能通过改变谐振腔长度来调节所产生激光的模式（即选模），所以一般激光器都具有谐振腔。 二、激光工作物质 是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系，有时也称为激光增益媒质，它们可以是固体（晶体、玻璃）、气体（原子气体、离子气体、分子气体）、半导体和液体等媒质。对激光工作物质的主要要求，是尽可能在其工作粒子的特定能级间实现较大程度的粒子数反转，并使这种反转在整个激光发射作用过程中尽可能有效地保持下去；为此，要求工作物质具有合适的能级结构和跃迁特性。
三、激励抽运系统 是指为使激光工作物质实现并维持粒子数反转而提供能量来源的机构或装置。根据工作物质和激光器运转条件的不同，可以采取不同的激励方式和激励装置，常见的有以下四种。 ①光学激励(光泵)。是利用外界光源发出的光来辐照工作物质以实现粒子数反转的，整个激励装置，通常是由气体放电光源（如氙灯、氪灯）和聚光器组成，这种激励方式也称作灯泵浦。 ②气体放电激励。是利用在气体工作物质内发生的气体放电过程来实现粒子数反转的，整个激励装置通常由放电电极和放电电源组成。 ③化学激励。是利用在工作物质内部发生的化学反应过程来实现粒子数反转的，通常要求有适当的化学反应物和相应的引发措施。 ④核能激励。是利用小型核裂变反应所产生的裂变碎片、高能粒子或放射线来激励工作物质并实现粒子数反转的。 四、光学共振腔 通常是由具有一定几何形状和光学反射特性的两块反射镜按特定的方式组合而成。作用为： ①提供光学反馈能力，使受激辐射光子在腔内多次往返以形成相干的持续振荡。 ②对腔内往返振荡光束的方向和频率进行限制，以保证输出激光具有一定的定向性和单色性。 共振腔作用①，是由通常组成腔的两个反射镜的几何形状（反射面曲率半径）和相对组合方式所决定；而作用②，则是由给定共振腔型对腔内不同行进方向和不同频率的光，具有不同的选择性损耗特性所决定的。 五、激光器分类 分别从激光工作物质、激励方式、运转方式、输出波长范围等几个方面进行分类。 5.1按工作物质分类 根据工作物质物态的不同可把所有的激光器分为以下几大类：
红外物理特性及应用
红外通信特性实验 波长范围在0.75~1000微米的电磁波称为红外波，对红外频谱的研究历来是基础研究的重要组成部分。对热辐射的深入研究导致普朗克量子理论的创立。对原子与分子的红外光谱研究，帮助我们洞察它们的电子，振动，旋转的能级结构，并成为材料分析的重要工具。对红外材料的性质，如吸收、发射、反射率、折射率、电光系数等参数的研究，为它们在各个领域的应用研究奠定了基础。 现代红外技术的成熟已经打开了一系列应用的大门。例如红外通信，红外污染监测，红外跟踪，红外报警，红外治疗，红外控制，利用红外成像原理的各种空间监视传感器，机载传感器，房屋安全系统，夜视仪等。 光纤通信早已成为固定通信网的主要传输技术，目前正积极研究将光通信用于微波通信一直占据的宽带无线通信领域。无论光纤通信还是无线光通信，用的都是红外光。这是因为，光纤通信中，由石英材料构成的光纤在0.8~1.7微米的波段范围内有几个抵损耗区，而无线大气通信中，考虑到大气对光波的吸收，散射损耗及避开太阳光散射形成的背景辐射，一般在0.81~0.86，1.55~1.6微米两个波段范围内选择通信波长。因此，一般所称的光通信实际就是红外通信。 【实验原理】 1、红外通信 在现代通信技术中，为了避免信号互相干扰，提高通信质量与通信容量，通常用信号对载波进行调制，用载波传输信号，在接收端再将需要的信号解调还原出来。不管用什么方式调制，调制后的载波要占用一定的频带宽度，如音频信号要占用几千赫兹的带宽，模拟电视信号要占用8兆赫兹的带宽。载波的频率间隔若小于信号带宽，则不同信号间要互相干扰。能够用作无线电通信的频率资源非常有限，国际国内都对通信频率进行统一规划和管理，仍难以满足日益增长的信息需求。通信容量与所用载波频率成正比，与波长成反比，目前微波波长能做到厘米量级，在开发应用毫米波和亚毫米波时遇到了困难。红外波长比微波短得多，用红外波作载波，其潜在的通信容量是微波通信无法比拟的，红外通信就是用红外波作载波的通信方式。 红外传输的介质可以是光纤或空间，本实验采用空间传输。 2、红外材料 光在光学介质中传播时，由于材料的吸收，散射，会使光波在传播过程中逐渐衰减，对于确定的介质，光的衰减dI 与材料的衰减系数α ，光强I ，传播距离dx 成正比： dI Idx α=- （1） 对上式积分，可得： L o I I e α-= （2） 上式中L 为材料的厚度。 材料的衰减系数是由材料本身的结构及性质决定的，不同的波长衰减系数不同。普通的光学材料由于在红外波段衰减较大，通常并不适用于红外波段。常用的红外光学材料包括：石英晶体及石英玻璃，它在0.14~4.5微米的波长范围内都有较高的透射率。半导体材料及它们的化合物如锗，硅，金刚石，氮化硅，碳化硅，砷化镓，磷化镓。氟化物晶体如氟化钙，氟化镁。氧化物陶瓷如蓝宝石单晶(Al 2O 3），尖晶石(MgAl 2O 4)，氮氧化铝，氧化镁，氧化钇，氧化锆。还有硫化锌，硒化锌，以及一些硫化物玻璃，锗硫系玻璃等。 光波在不同折射率的介质表面会反射，入射角为零或入射角很小时反射率：
自然界中的一切物体，只要它的温度高于绝对温度(-273℃)就存在分子和原子无规则的运动，其表面就不断地辐射红外线。红外线是一种电磁波，它的波长范围为0.78 ~ 1000um，不为人眼所见。红外成像设备就是探测这种物体表面辐射的不为人眼所见的红外线的设备。它反映物体表面的红外辐射场，即温度场。 注意：红外成像设备只能反映物体表面的温度场。 对于电力设备，红外检测与故障诊断的基本原理就是通过探测被诊断设备表面的红外辐射信号，从而获得设备的热状态特征，并根据这种热状态及适当的判据，作出设备有无故障及故障属性、出现位置和严重程度的诊断判别。 为了深入理解电力设备故障的红外诊断原理，更好的检测设备故障，下面将初步讨论一下电力设备热状态与其产生的红外辐射信号之间的关系和规律、影响因素和DL500E的工作原理。 一．红外辐射的发射及其规律 （一）黑体的红外辐射规律 所谓黑体，简单讲就是在任何情况下对一切波长的入射辐射吸收率都等于1的物体，也就是说全吸收。显然，因为自然界中实际存在的任何物体对不同波长的入射辐射都有一定的反射(吸收率不等于1)，所以，黑体只是人们抽象出来的一种理想化的物体模型。但黑体热辐射的基本规律是红外研究及应用的基础，它揭示了黑体发射的红外热辐射随温度及波长变化的定量关系。 下面，我着重介绍其中的三个基本定律。 1．辐射的光谱分布规律-普朗克辐射定律 一个绝对温度为T(K)的黑体，单位表面积在波长λ附近单位波长间隔内向整个半球空间发射的辐射功率(简称为光谱辐射度)Mλb (T)与波长λ、温度T满足下列关系： Mλb (T)=C1λ-5[EXP(C2/λT)-1]-1 式中C1-第一辐射常数，C1=2πhc2=3.7415×108w·m-2·um4 C2-第二辐射常数，C2=hc/k=1.43879×104um·k 普朗克辐射定律是所有定量计算红外辐射的基础，介绍起来比较抽象，这里就不仔细讲了。2．辐射功率随温度的变化规律-斯蒂芬-玻耳兹曼定律 斯蒂芬-玻耳兹曼定律描述的是黑体单位表面积向整个半球空间发射的所有波长的总辐射功率Mb(T)(简称为全辐射度)随其温度的变化规律。因此，该定律为普朗克辐射定律对波长积分得到： Mb(T)=∫0∞Mλb(T)dλ=σT4 式中σ=π4C1/(15C24)=5.6697×10-8w/(m2·k4)，称为斯蒂芬-玻耳兹曼常数。 斯蒂芬-玻耳兹曼定律表明，凡是温度高于开氏零度的物体都会自发地向外发射红外热辐射，而且，黑体单位表面积发射的总辐射功率与开氏温度的四次方成正比。而且，只要当温度有较小变化时，就将会引起物体发射的辐射功率很大变化。 那么，我们可以想象一下，如果能探测到黑体的单位表面积发射的总辐射功率，不是就能确定黑体的温度了吗？因此，斯蒂芬-玻耳兹曼定律是所有红外测温的基础。
| 14 先进激光材料及新型激光器技术 中红外光纤激光器技术研究新进展 张云军1，王月珠1 ，鞠有轮1，姚宝权1 ，贺万俊2 ，余正平2 1 哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家重点实验室； 2 四川智溢实业有限公司 摘要：光纤激光器和光纤拉曼激光器以其优良的光束质量、高的转换效率、运行稳定和便于热管理等诸多优点，已成为激光器领域发展的一个新的里程碑。其已经在光通信、机械制造、医疗和国防应用上显示了卓越的性能。但是光纤激光器和光纤拉曼激光器的发射波长现在主要集中在1~2μm 波段，这里面以掺Yb 、掺Tm 和掺Er 光纤激光器为代表，其中还有主要以这三种激光器作为泵浦原的光纤拉曼激光器。现阶段利用光纤激光器实现波长大于2μm 高功率激光输出还受到限制，这主要归因于大于2μm 的激光在硅基光纤中存在强烈的共振吸收。 采用大于2μm 波长处具有低的声子损耗的新基质光纤是解决光纤中红外光源的关键，现阶段主要获得2~5μm 光纤激光器的主要光纤有氟化物光纤（ZBLAN fiber ，包括ZrF 4、BaF 2、LaF 3、AlF 3和NaF ）、硫化物光纤（三硫化二砷 As 2S 3和三硒化二砷 As 2Se 3）、氧化碲光纤（二氧化碲TeO 2）和高掺GeO 2光纤。以这几种材料为基质的光纤在2~5μm 波段都具有较低的声子能量，对稀土离子具有较好的溶解性，而且它们的折射率都较高。 基于光纤结构实现2~5μm 波段激光输出的方式主要有四种方式：纤芯掺杂稀土离子后采用激光振荡方式：2.1μm 掺Ho 光纤激光器，最高输出达到140W; 2.8μm 掺Er 光纤激光器，最高输出功率达到24W 。采用1.5μm 和2.0μm 的超短脉冲激光作为泵浦源，泵浦中红外光纤获得2~5μm 波段超连续谱激光输出；利用ZBLAN 氟化物光纤获得的1~4μm 超连续激光已达10W 以上；利用As 2Se 3已经获得3~6μm 的超连续谱输出；采用1.5μm 和2.0μm 的激光作为泵浦源，通过拉曼散射方式获得大于2μm 波段激光输出；采用短脉冲激光泵浦微结构光子晶体光纤，通过光纤四波混频实现大于2μm 波段激光输出。 本文将对2~5μm 的光纤激光器、超连续谱光源、光纤拉曼激光器和中红外光纤四波混频的近期发展现状加以总结介绍。 张云军，2000年在哈尔滨工业大学获得学士学位，2007年基于自己在双包 层掺铥光纤激光器方面的研究获得哈尔滨工业大学的博士学位。现任哈尔滨工 业大学可调谐激光技术国家重点实验室讲师。主要研究方向是高功率包层泵浦 掺铥光纤激光器、飞秒激光刻写大芯径2微米波段光纤光栅和中红外高功率激 光器。高功率全光纤化掺铥光纤激光器是他研究的重点。发表掺铥光纤激光器 和光纤光栅的相关学术论文近20篇。
红外通信原理 红外遥控有发送和接收两个组成部分。发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。红外接收完成对红外信号的接收、放大、检波、整形，并解调出遥控编码脉冲。为了减少干扰，采用的是价格便宜性能可靠的一体化红外接收头(HS0038，它接收红外信号频率为38kHz，周期约26μs) 接收红外信号，它同时对信号进行放大、检波、整形得到TTL 电平的编码信号，再送给单片机，经单片机解码并执行去控制相关对象。具体实现过程如下： （在这里特别强调：编码与解码是一对逆过程，不仅在原理上是一对逆过程，在码的发收过程也是互反的，即以前发射端原始信号是高电平,那接收头输出的就是低电平，反之亦然。因此为了保证解码过程简单方便，在编码时应该直接换算成其反码。）
1.红外发射部分： 下图为红外发射部分的电路拟图： 编码过程： (1) 二进制信号的调制 二进制信号的调制由单片机来完成，它把编码后的二进制信号调制成频率为38kHz的间断脉冲串(用定时器来完成)，相当于用二进制信号的编码乘以频率为38kHz的脉冲信号得到的间断脉冲串，即是调制后用于红外发射二极管发送的信号。 (2)PPM编码
这种遥控编码具有以下特征： ○1遥控编码脉冲由前导码、16 位地址码（8位地址码、8 位地址码的反码）和16 位操作码（8 位操作码、8 位操作码的反码）组成。前导码：是一个遥控码的起始部分，由一个9ms的高电平( 起始码) 和一个4. 5ms的低电平( 结果码)组成，作为接受数据的准备脉冲。16位地址码：能区别不同的红外遥控设备，防止不同机种遥控码互相干扰。 16 位操作码：用来执行不同的操作。 ○2采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.56ms、间隔0.56ms、周期为1.12ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为1.68ms、间隔0.56ms、周期为2.24ms的组合表示二进制的“1”。 (3)发送程序 #include
红外通讯原理及实现详解 红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。 1红外通信原理介绍 红外通讯通过使用红外光进行通信，发送设备将电信号转成光信号，接收设备则再将光信号还原成电信号，红外收发系统的框图如图所示： 图 1 红外收发系统 目前基于红外通讯的通讯协议有上百种，这些协议大同小异，下面以飞利蒲的RC5协议为例来进行介绍。同别的红外协议一样，飞利蒲的RC5协议也是由下列几部分组成： 1 .1键码 之所以定义键码就是为了规范设计，至少保证飞利蒲公司内部的红外通信设备之间可以互通，不会出现混乱的情况，当然大家也可以自个定义，这有点像TCP/IP中的应用层，你可以自个定义一个协议，也可以用标准定义好的协议。键码是基于数字信号二进制的0/1而言的。比如0x12，换成二进制就是0b0001 0010。飞利蒲定义的键码如下所示。 1）地址设备对照表（下表中的不同地址用于给不同类型的设备使用） RC5 Address Device RC5 Address Device $00 - 0 TV1 |$10 - 16 Pre-amp $01 - 1 TV2 |$11 - 17 Tuner $02 - 2 Teletext |$12 - 18 Recorder1 $03 - 3 Video |$13 - 19 Pre-amp
$04 - 4 LV1 |$14 - 20 CD Player $05 - 5 VCR1 |$15 - 21 Phono $06 - 6 VCR2 |$16 - 22 SatA $07 - 7 Experimental |$17 - 23 Recorder2 $08 - 8 Sat1 |$18 - 24 $09 - 9 Camera |$19 - 25 $0A - 10 Sat2 |$1A - 26 CDR $0B - 11 |$1B - 27 $0C - 12 CDV |$1C - 28 $0D - 13 Camcorder |$1D - 29 Lighting $0E - 14 |$1E - 30 Lighting $0F - 15 |$1F - 31 Phone 2）命令功能对照表（下表中定应义了常用的遥控的命令） RC5 Command | TV Command | VCR Command ------------------------------------------------------ $00 - 0 | 1 | 1 $01 - 1 | 2 | 2 $02 - 2 | 2 | 2 $03 - 3 | 3 | 3 $04 - 4 | 4 | 4 $05 - 5 | 5 | 5 $06 - 6 | 6 | 6 $07 - 7 | 7 | 7 $08 - 8 | 8 | 8 $09 - 9 | 9 | 9 $0C - 12 | Standby Standby | $10 - 16 | Volume + | $11 - 17 | Volume - | $12 - 18 | Brightness + | $13 - 19 | Brightness - | $32 - 50 | | Fast Rewind $34 - 52 | | Fast Forward $35 - 53 | | Play $36 - 54 | | Stop $37 - 55 | | Recording ---------------------------------------------------------1 .2编码
激光器原理及其应用 应用化学0402班宋彬 0120414450201 摘要由于激光器具备的种种突出特点，因而被很快运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面，并在许多领域引起了革命性的突破。关键词激光器激光工作物质激励(泵浦系统光学共振腔分类及应用 正文： 激光器 laser 能发射激光的装置。1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年A.L. 肖洛和C.H. 汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围，并指出了产生激光的方法。1960年T.H. 梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A. 贾文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N. 霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后，激光器的种类就越来越多。按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器，其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束，激光波长可覆盖从微波到X 射线的广阔波段。按工作方式分，有连续式、脉冲式、调Q 和超短脉冲式等几类。大功率激光器通常都是脉冲式输出。各种不同种类的激光器所发射的激光波长已达数千种，最长的波长为微波波段的0.7毫米，最短波长为远紫外区的210埃，X 射线波段的激光器也正在研究中。 除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同，装置的必不可少的组成部分包括激励（或抽运）、具有亚稳态能级的工作介质和谐振腔（见光学谐振腔）3部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位，从而实现光放大。谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的定向性和相干性。
红外激光器与紫外激光器的一些比较 相关网址:https://www.doczj.com/doc/bc6597602.html, https://www.doczj.com/doc/bc6597602.html, https://www.doczj.com/doc/bc6597602.html, https://www.doczj.com/doc/bc6597602.html, 红外YAG激光器(波长为1．06m)是在材料处理方面用得最为广泛的激光源。但是，许多塑料和大量用作柔性电路板基体材料的一些特殊聚合物(如聚酰亚胺)，都 关键字：红外激光器,紫外激光器红外激光器与紫外激光器的简单比较 红外YAG激光器(波长为1．06μm)是在材料处理方面用得最为广泛的激光源。但是，许多塑料和大量用作柔性电路板基体材料的一些特殊聚合物(如聚酰亚胺)，都不能通过红外处理或"热"处理进行精细加工。因为"热"使塑料变形，在切割或钻孔的边缘上产生炭化形式的损伤，可能导致结构性的削弱和寄生传导性通路，而不得不增加一些后续处理工序以改善加工质量。因此，红外激光器不适用于某些柔性电路的处理。除此之外，即使在高能量密度下，红外激光器的波长也不能被铜吸收，这更加苛刻地限制了它的使用范围。 然而，紫外激光器的输出波长在0.4μm以下，这是处理聚合物材料的主要优点。 与红外加工不同，紫外微处理从本质上来说不是热处理，而且大多数材料吸收紫外光比吸收红外光更容易。高能量的紫外光子直接破坏许多非金属材料表面的分子键，用这种"冷"光蚀处理技术加工出来的部件具有光滑的边缘和最低限度的炭化。而且，紫外短波长本身的特性对金属和聚合物的机械微处理具有优越性．它可以被聚焦到亚微米数量级的点上，因此可以进行细微部件的加工，即使在不高的脉冲能量水平下，也能得到很高的能量密度，有效地进行材料加工 微细孔在工业界中的应用已经相当广泛，主要形成的方式有两种： 一是使用红外激光：将材料表面的物质加热并使其汽化(蒸发)，以除去材料，这种方式通常被称为热加工．主要采用YAG激光(波长为1.06μm)。 二是使用紫外激光：高能量的紫外光子直接破坏许多非金属材料表面的分子键，使分子脱离物体，这种方式不会产生高的热量，故被称为冷加工，主要采用紫外激光(波长为355nm)
中红外激光的产生方法 摘要 简要概述了产生中红外激光的各种方式,分析了各个方法的有缺点.并对中红外激光的发展进行了展望. 关键词:中红外激光产生发展 引言 激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一个重大发明。它的原理早在 1916 年已被物理学家爱因斯坦发现，但直到 1958 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。 红外激光器是在1960年，由美国物理学家西奥多·梅曼通过一个高强闪光灯管来刺激在红宝石水晶里的铬原子而首次研制出来的。随后红外激光就得到了迅速的发展。 1 线性方法产生红外激光
1.1 半导体量子级联激光器 双异质结体材料结构激光器的有源区的厚度薄至可与电子的德 布罗意波长30nm相比拟时，则电子在该方向的运动会受到限制，其动能将被量子化成分立的能级，和量子力学中一维势阱情况一样，称为量子阱激光器。量子级联激光器是一种基于子带间电子跃迁的新型单极光源，将数个量子阱结构串联在一起。它的输出波长与有源区量子阱厚度有关，可通过温度或电流进行调谐。它的缺点是结构复杂，生长层次繁多，闽值电流密度大，散热性差，作为半导体激光器，输出功率小、光束质量差[1]。 1.2 固体激光器 固体激光器是以掺杂的玻璃、晶体或透明陶瓷等固体材料为工作物质的激光器。固体激光器具有结构紧凑、小巧、牢固、灵活等优点，特别是半导体泵浦的仝固化固体激光器很容易做到高重复频率、高峰值功率脉冲激光输出[2]。 1.3 自由电子激光器 自由电子激光器是利用相对论电子束通过一个称为摇摆器的周 期变化的横向磁感应场来与电磁辐射相互作用产生激光的装置。由于相对论电子束有很高的功率密度，工作介质又是自由电子，不存在击穿问题，因此自由电子激光器能产生很高的功率。自由电子激光器输出波长与电子束能量有关，容易连续调谐，工作的频率范围可以很宽，从厘米波到纳米波。但自由电子激光器体积比较庞大、价格也相对比较贵[3]。