全固态激光器

计划新材料技术领域全固态激光器及其应用技术重点项目年度课题申请指南一、指南说明全固态激光器（）具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、光束质量高等优点，市场需求十分巨大。

全固态激光技术是目前我国在国际上为数不多的从材料源头直到激光系统集成拥有整体优势的高技术领域之一，具备了在部分领域加速发展的良好基础。

依据«国家中长期科学和技术发展规划纲要»和计划新材料领域“十一五”科技发展规划，“十一五”期间本重点项目将以全固态激光器件与材料研究为先导，面向激光先进制造技术、激光显示技术和激光医疗的需求，开拓全固态激光器及其应用技术的产业应用，促进材料与器件研究优势延伸到激光器应用优势和产业优势，在我国造就一个高水平的全固态激光器产业及其应用产业链。

根据以上总体考虑，本重点项目设置了“级全固态激光器及其工业化应用研究”、“新型激光材料与器件技术”、“激光全色显示技术”、“激光医疗技术与设备”、“激光微加工设备及其在电子工业中的应用”以及“技术标准、专利与战略研究”六个研究方向。

其中年度已经启动了“级全固态激光器及其工业化应用研究”、“新型激光材料与器件技术”和“激光全色显示技术”个方向。

年度启动了“激光全色显示技术”、“激光微加工设备及其在电子工业中的应用”和“技术标准、专利与战略研究”个方向。

本次公开发布“级全固态激光器及其工业化应用研究”技术方向“高功率全固态激光器焊接装备”和“激光医疗技术与设备”技术方向“全固态激光治疗血管瘤设备”与“全固态多波长激光眼底病治疗设备”等个课题申请指南，国拨经费控制数万元。

二、指南内容课题、高功率全固态激光器焊接装备研究目标：采用国产高功率全固态激光器，研制出满足汽车或船舶工业应用的高功率全固态激光器焊接装备，该装备性能稳定、可靠，能在工程环境下长期稳定运行，能焊接的普通低碳钢板、双面镀锌板和不锈钢板等板材。

研究内容：高功率全固态激光器光纤耦合技术；高功率全固态激光器一体化控制技术；高功率全固态激光装备焊接技术；实现高功率全固态激光加工装备的关键器件国产化，突破高功率全固态激光焊接装备的关键技术，研制出基于高功率全固态激光器的汽车制造或船舶制造用工业化激光焊接装备。

全固态激光器的光束质量及其紫外激光的实验研究的开题报告标题：全固态激光器的光束质量及其紫外激光的实验研究一、研究背景及意义全固态激光器由于具有结构简单、寿命长、易于集成化等优点，被广泛应用于医疗、制造、通信等领域。

其中，紫外激光在微细加工、光刻、生物荧光分析等领域具有重要应用价值。

对于光束质量的研究是提高激光器工作效率、减少环境污染、提高加工精度等方面的重要问题。

二、研究目的本课题旨在通过实验研究，探究全固态激光器在紫外激光工艺中的光束质量，并通过对比分析不同激光波长下的光束质量变化规律，为全固态激光器在紫外激光领域的应用提供科学依据。

三、主要研究内容和预期成果1. 建立全固态激光器实验台，选择合适的激光介质、激光波长和工作模式，调节激光器参数，获取光束质量数据。

2. 对不同波长下激光器的光束参数进行实验研究，建立光束质量评估模型。

3. 通过比较不同波长下激光器的光束参数变化规律，分析不同波长激光器在紫外激光领域的应用优劣差异。

预期成果：1. 建立全固态激光器的实验平台，能够准确测量全固态激光器的光束质量。

2. 分析不同波长下激光器的光束参数变化规律，获得紫外激光领域全固态激光器应用的科学依据。

3. 具体分析全固态紫外激光器及其应用的发展趋势。

四、研究方法和技术路线本研究采用以下具体方法和技术路线开展：1. 设计并搭建全固态激光器的实验平台。

2. 选择不同激光介质、不同波长的激光器进行实验研究。

3. 使用光学仪器对激光器光束参数进行测量和分析。

4. 基于理论模型，分析不同波长激光器在紫外激光领域的应用优劣差异。

五、研究进度安排本研究的进度安排如下：第一年：搭建实验平台，收集文献，编写研究方案。

第二年：对光束参数、波长等进行测量和分析，建立光束质量评估模型。

第三年：分析研究结果，并撰写研究报告。

六、研究的重要性和意义本研究旨在探究全固态激光器在紫外激光领域的光束质量及应用，对于推动激光加工技术创新和发展，促进全固态激光器的应用和发展具有重要意义。

第36卷，增刊红外与激光工程2007年6月、，b1．36S叩pl em即t I n触r cd柚d L丑s cr En百n∞r i ng Ju n．2007机载全固态激光器的设计与仿真技术研究羊毅，丁全心(中国航空工业第一集团公司电光设备研究所，河南洛阳471009)蔫要：以机载应用为背景，对全固化激光器在机载光电探测系统中的应用关键技术进行了仿真计算和试验研究；以研究结果为依据，设计、调试出了全固化激光测距，照射系统，测试结果表明它的综合技术水平可以满足机载应用要求。

在机载光电探测系统中采用全固化激光器，从根本上解决了过去采用灯泵激光器所引入的氙灯触发干扰、氙灯预燃干扰、储能电容高压脉冲工作等种种电磁干扰，可以大大改善机载激光测距／照射系统的电磁兼容性、可靠性和维修性。

关键词：全固化激光器；机载光电探测系统；测距性能；照射性能中圈分类号：r I N249；V248．1文献标识码。

A文章编号；1007．2276(2007)增(激光)一0303．05≤№dy of des i gn and si m ul at i on t e c hnol ogy of ai l．bom edi O de．pum ped sol i d．st at e l as ernl O de-pU m ped SO I l d-S t a t e I aSerY A N G Y i，D I N G Q uan-xi nO m oyang Itese砌Insti佃也of E1。

c廿o．op血a1E qIIi pⅡ蟛nt。

越，I C I，L uoyang，471009，C hiI埝)A bs t m ct：B雒ed o n a曲om e apphcat i on backgr ound，t t l e ke y t e cI l I l ol ogi e s of di ode—pum pedsol i d-s t at e l a se r appl i ed t o aL i r bom e E Odet e ct i on syst em a r e s t udi ed by s i m ul at i ons aI l d exper i m ent s．As a r esul t，t echnol ogy i nt egra l i on l e V e l i n t ll is syst em coul d m eet ai r bom e a ppl i c at i on r equi rem ent s．A ppl i cat i on of di ode—pum ped sol i d—st a伦l a se r i n砒r bom e E Odet ect i on syst em coul d r e m oV e xe no n l am piⅡi!t i at i on i nt erf妇l ce aI l d xe no n l锄p pr e-b啪i ng i nt er f er ence，w虹ch w e r e caus ed by us i ng l锄p—pum ped l嬲er i n m e pas t，and a V ar i et y of el ect rom agnet i c i nt e rf br enc es caus ed by ene昭y s t or age cap aci t or oper at i ng i n l l i gh—V ol t age pul s e．So，el ect r om agnet i c com p at i bi l i t y'r eH ab i ht y龇l d m ai nt ai l l abi l i t y of ai r bom e l as er ra Il gi ng／des i gna t i on sys t em coul d be i m pr oV e d si gni f i caJl t l y．1【ey w or ds：D i ode—pum l)ed l嬲er；A曲om e E Odet ect i on syst em；R锄gi ng pe渤nn锄ce；D esi gnal i on perf onn孤l ceO引盲半导体激光阵列泵浦的固体激光器(也称全固态激光器)比脉冲氙灯泵浦的固体激光器具有很多优点，如总效率高、寿命长、能量损耗较低、热负载较少：频率和输出功率稳定性高；质量较轻，体积较小等等。

千赫兹全固态紫外激光器实验研究的开题报告
1.研究背景
激光技术在工业和科研领域具有广泛的应用，其中紫外激光器由于其较短的波长和高能量密度，被广泛用于微电子制造、光刻、医学诊断等领域。

目前，全固态紫外激光器比气体激光器更具优势，因为它们具有更高的能量效率、更小的尺寸、更好的稳定性和可靠性。

2.研究目的
本研究旨在设计和实验一个千赫兹全固态紫外激光器，研究其激光输出特性和稳定性，并探究其在微电子制造、光刻和医学诊断等领域中的应用前景。

3.研究内容
（1）激光加工和诊断领域对紫外激光器的需求
通过收集整理激光加工和诊断领域对紫外激光器的需求，了解这些领域对激光器输出功率、波长、重复频率等参数的要求，为后续实验提供指导。

（2）千赫兹全固态紫外激光器的设计和制备
结合上述需求，设计和制备千赫兹全固态紫外激光器，选择适合的激光介质、激发源和输出窗口等关键组件，提高激光器的效率和稳定性。

（3）千赫兹全固态紫外激光器的特性研究
对制备好的紫外激光器进行实验研究，探究其激光输出功率、波长、重复频率、波束质量和稳定性等特性，并进一步优化激光器的设计以满足应用需求。

4.研究意义
本研究可以为紫外激光器的发展提供实验数据和实际应用案例，推动全固态紫外激光器技术的发展，丰富工业和科研领域的激光应用。

固态激光器的工作原理激光器作为一种重要的光学器件，在现代科技和工业应用中起到了至关重要的作用。

固态激光器作为其中的一种类型，在多个领域中展现出了广泛的应用前景。

本文将详细介绍固态激光器的工作原理，以及其在科学研究、医疗、通信等方面的应用。

一、固态激光器的基本构成和工作原理固态激光器由一个激光介质和一个泵浦源组成。

激光介质是固体材料，常见的材料包括Nd:YAG（氧化铝掺杂钕）、Nd:YVO4（钇钒酸钕）等。

泵浦源通常采用光源或者其他激光器来提供能量，使激光介质中的掺杂离子处于激发态。

1. 光子吸收与激发当泵浦光进入激光介质时，它与激光介质中的掺杂离子相互作用。

这种相互作用导致掺杂离子从基态跃迁到激发态，吸收入射光子的能量。

这种能量吸收过程是固态激光器工作的起点。

2. 辐射与受激辐射当掺杂离子处于激发态时，它会逐渐失去能量。

在这个过程中，掺杂离子通过辐射的形式传递能量，并以光子的形式释放出来。

这些光子的能量是特定波长和频率的激光光子，具有相同的相位和方向，符合激光的特性。

3. 扩散与增益当释放的激光光子经过多次的反射和扩散后，在固态激光器的谐振腔内产生共振放大。

在这个过程中，激光光子不断增加，并形成强大的激光束。

这种过程是通过谐振腔中的镜面反射实现的，其中一个镜子是部分透明的，用于输出激光。

二、固态激光器的应用固态激光器具有紧凑、高效、可靠等特点，因此在科学研究、医疗、通信等领域有广泛的应用。

1. 科学研究固态激光器在科学研究中扮演着重要角色。

其激光束的窄带宽和高功率使得它成为细分光谱研究、原子物理、分子光谱学等领域的理想工具。

此外，固态激光器还广泛应用于量子光学研究、量子计算和量子通信等领域。

2. 医疗器械固态激光器在医疗领域有着广泛的应用。

激光切割、激光刻蚀、激光焊接等技术在现代医疗器械的制造过程中发挥着重要作用。

此外，激光手术、激光疗法等应用也在眼科手术、皮肤整形和癌症治疗等方面展现出了巨大的潜力。

文章点评：深紫外全固态激光源实用化的深紫外全固态激光设备出现之前，获取小于200nm的深紫外波段，主要依靠同步辐射和气体放电等非相干光源。

这些光源虽有波长短、波段宽的优势，但设备造价高昂，而且存在能量分辨率低、光子通量小、密度低等不足，不能满足深紫外波段前沿科学装备发展的需求。

深紫外全固态激光器(DUV-DPL)不仅仪器成本降低、结构紧凑，而且具有更加优异的性能。

许祖彦院士2009年7月在《中国激光》V ol. 36. No. 7发表的“深紫外全固态激光源”一文中，对DUV-DPL的历史、发展和应用进行了详细的描述。

他们利用陈创天院士团队在国际上首次生长出的深紫外激光非线性光学晶体KBBF，创新性地提出氟化钙棱镜耦合专利技术，巧妙地克服了KBBF匹配角切割难题，研制成功实用化、精密化的深紫外固态激光源装备，并成功地应用在周兴江博士所研制的深紫外激光高能量分辨、角分辨光电子能谱仪上，引起国际科仪界的强烈关注。

全固态深紫外激光器的研制成功，不仅使得我国激光科技研究突破了200nm以下的深紫外壁垒，实现了仪器的实用化、精密化，而且极大推进了我国科研人员在激光科技研究领域的继续深入，促进了我国前沿科学、光电子产业发展，为这一技术研究领域在国际上持续保持优势地位奠定了坚实的基础。

从上述文章发表到今天，正如许院士在文中所预言，DUV-DPL已经拓展出更多的应用。

近几年，他们研制了5类共7台应用深紫外全固态激光器的国际首创的大型科学仪器，提供给物理、化学和材料学家。

目前，我国科学家已应用该系列装备在光谱学、石墨烯材料、高温超导、拓扑绝缘体、宽禁带半导体和催化剂等领域获得了一系列重要研究成果，使我国深紫外激光领域的科研水平处于国际领先地位。

例如: 周兴江博士研发的同时具有自旋分辨和角分辨的深紫外激光光电子能谱仪、光子能量可调谐深紫外激光光电子能谱仪，用来进行电子参数测量，包括电子能量、动量、自旋等；李灿院士研发的深紫外激光拉曼光谱仪，检测范围最低限降至177.3nm，拉曼光谱大大增加；包信和研究员研发的深紫外激光发射电子显微镜，其精确度将提高到5nm；王占国院士研发的深紫外光致发光光谱仪，用于超宽带隙半导体材料方面的研究，使这类新材料的基础参数检测成为可能；佟振合院士研发的深紫外光化学反应仪，可以用单光子激发的方式进行检测，能够探测到更多的化合物以及观察到化合物更深层次的反应；王恩哥院士研发的深紫外激光原位时间分辨隧道电子谱仪，用于表面物理方面的研究，将使10nm左右小量子系统方面的研究成为可能。

全固态激光器原理嘿，朋友，你有没有想过，有一种神奇的光，它不是像手电筒那样简单地发光，而是有着强大的能量和独特的产生方式呢？这就是全固态激光器发出的光。

今天呀，我就来给你讲讲全固态激光器的原理，这可真是个超级有趣的事儿呢！咱先得知道啥是全固态激光器。

简单来说，它就是一种产生激光的设备，和那些老早的、体积庞大又复杂的激光器不太一样。

全固态激光器最大的特点就是它里面的主要部件都是固态的，就像我们生活里常见的固体东西一样实实在在。

这可比那些有气体或者液体参与的激光器要稳定得多呢！你想啊，气体和液体总是跑来跑去、晃来晃去的，固态的东西就安安稳稳地待在那儿，多靠谱呀。

那全固态激光器到底是怎么把光变成那种超级厉害的激光的呢？这就得从它的几个关键部分说起啦。

首先就是增益介质。

这就像是一场光的“强化训练营”。

增益介质是一种特殊的固体材料，常见的有晶体材料，比如说钇铝石榴石（YAG）。

你可以把增益介质想象成一群听话又有潜力的小士兵，光在经过这个增益介质的时候，就像是小士兵们在接受严格的训练。

在这个过程中，光会得到能量的补充，变得越来越强。

怎么补充能量的呢？这就涉及到粒子数反转啦。

正常情况下，原子里的电子就像住在不同楼层的居民，低楼层的居民多，高楼层的居民少。

但是在增益介质里，通过一些特殊的方法，就像给这些居民发了个通知，让高楼层的居民一下子多了起来，这种情况就叫粒子数反转。

这时候，光经过，就像是得到了高楼层居民扔下来的能量包，变得越来越强壮。

然后呢，就轮到泵浦源上场啦。

泵浦源就像是一个超级能量提供者，是个大力士呢。

它的任务就是给增益介质提供能量，让增益介质能够实现粒子数反转。

你可以把泵浦源想象成一个不断往“强化训练营”里送食物的大厨，只有食物充足，小士兵们才能变得强大呀。

泵浦源提供能量的方式有很多种，比如说用闪光灯或者激光二极管来提供能量。

要是没有泵浦源，增益介质就没办法让光得到强化，那全固态激光器也就没法产生激光啦，这就像没有大厨，小士兵们就得饿肚子，还怎么训练呢？有了增益介质和泵浦源还不够呢，还得有光学谐振腔。

1.6微米全固态激光技术的开题报告1. 选题背景与意义现代激光技术已经成为了现代科技、工业、医疗和国防领域的重要基础设施，其应用范围广泛。

其中，激光的波长对其应用具有决定性的影响。

传统的全固态激光主要采用的是Nd:YAG(1064 nm)或者Nd:YVO4(1342 nm)等波长较长的介质，波长较短的激光器一般采用的是气体激光器，比如CO2激光。

随着半导体激光的成熟和进步，频率加倍蓝光激光和半导体铟锗锡三元化合物激光等短波长激光的出现，全固态激光器也向着短波长方向发展，如红宝石激光(694 nm)、铒离子激光(1550 nm)、铥离子激光(2.01-2.03 μm)等均为已经商业化的全固态激光器。

对于光子学、远程通讯、生物医学等领域的应用，1.6μm全固态激光技术的研究具有很高的理论研究和实现应用价值。

对于应用来说，1.6μm光波的传输损耗低，可以有效地解决传输距离和速率的问题，因此在通讯和数据传输领域有较大优势。

在生物医学上，1.6μm波段的激光光谱区域较窄，且能够满足组织学研究中的最大光穿透深度。

此外，1.6μm 光波长与传统的3.0μm CO2激光器有很好的匹配性，因此1.6μm全固态激光器在医疗领域的激光手术、镜像等方面具有广泛的应用价值。

2. 目前1.6μm全固态激光技术的现状目前，具有代表性的1.6μm全固态激光器主要包括掺铥光纤激光、掺铥晶体激光、掺铥石榴石激光和掺铥钇铝石榴石激光器等。

其中，掺铥光纤激光器具有良好的热稳定性和高光束质量，但是其输出功率受到掺铥离子的受激发射截面的限制；掺铥晶体激光器的发射截面大，可以实现高输出功率，但是晶体的热效应会影响光束质量，且晶体是三维晶体，制备和加工成本较高；掺铥石榴石和钇铝石榴石激光器能够产生较高的激光输出功率，且光质较好，但是它们的输出波长不是单一波长，具有宽带谱。

因此，未来1.6μm全固态激光技术的发展将需要通过新型材料的设计和优化，进一步提高稳定性和光束质量，以满足不同领域的需求。

固体激光器的工作原理固体激光器是一种利用固体材料作为工作物质产生激光的装置。

它通过激发固体材料中的原子或分子，使其处于激发态，然后在外部条件的作用下，使其发生跃迁并释放出光子，从而产生激光。

固体激光器广泛应用于医疗、通讯、材料加工等领域，具有输出功率高、波长范围广、光束质量好等优点。

下面将详细介绍固体激光器的工作原理。

首先，固体激光器的工作原理基于激光放大过程。

在固体激光器中，激光通过光学增益介质（固体材料）进行多次反射和透射，从而得到放大。

固体激光器中的激光增益介质通常是由稀土离子掺杂的晶体或玻璃材料构成。

当外部能量作用于激光增益介质时，激发介质中的稀土离子，使其处于激发态。

在外部条件的作用下，激发态的稀土离子发生跃迁并释放出光子，从而产生激光。

这些激光光子经过多次反射和透射后，得到放大，最终形成高功率、高亮度的激光输出。

其次，固体激光器的工作原理还涉及光学谐振腔。

光学谐振腔是固体激光器中的一个重要组成部分，它由两个反射镜构成，其中一个反射镜是部分透射的，用来输出激光。

在光学谐振腔中，激光在激光增益介质中来回传播，通过多次反射和透射，得到放大。

同时，光学谐振腔还能选择性地放大特定波长的光，形成单色激光输出。

最后，固体激光器的工作原理还涉及泵浦光源。

固体激光器的激光增益介质需要外部能量的输入才能实现激发和激光输出。

这种外部能量通常由泵浦光源提供，泵浦光源可以是激光二极管、氙灯、氦氖激光等。

泵浦光源的能量被吸收后，激发固体激光器中的稀土离子，从而实现激光的产生和输出。

综上所述，固体激光器的工作原理主要包括激光放大过程、光学谐振腔和泵浦光源。

通过这些过程，固体激光器能够产生高功率、高亮度的激光输出，具有广泛的应用前景。

固体激光器在医疗、通讯、材料加工等领域发挥着重要作用，为人类社会的发展做出了重要贡献。

固体激光器产生激光的原理固体激光器（solid-state laser）是一种利用固态材料产生激光的设备。

它由激光介质、能量输运和放大系统、泵浦源和谐振器等组成。

固体激光器的工作原理主要包括泵浦机制、能级结构和受激辐射三个方面。

首先，固体激光器的泵浦机制是激发激光介质中的粒子从基态跃迁到激发态，产生激光所需的能量。

泵浦源通常采用电弧、氙灯、二极管激光器等，通过光的辐射、电子碰撞、能量传递等方式，将能量传递给激光介质。

其次，固体激光器的激光介质是关键部分，它能够将泵浦源提供的能量转化为激光辐射。

常见的固体激光介质包括人工合成的晶体（如掺钕(YAG)晶体、掺铥(YAG)晶体等）和玻璃材料（如掺铬铝酸盐玻璃、掺钕玻璃等）。

这些材料中掺入的杂质离子能够在吸收泵浦光能后，通过吸收光子能量升级到激发态。

其次，固体激光器的能级结构是激光产生的关键。

在激光介质中，存在一个能级结构，其中包含至少两个能级，即基态和激发态。

当泵浦光能量被吸收后，激光介质中的离子会跃迁到激发态能级。

在激发态能级中，离子存在弛豫过程，通过非辐射跃迁和辐射跃迁来释放能量。

其中的辐射跃迁就是固体激光器产生激光的关键步骤。

最后，受激辐射是固体激光器产生激光的关键步骤。

在激发态能级中，存在大量的激发态离子，它们会通过自发辐射跃迁回到基态能级，释放出能量。

同时，激发态离子还可以通过受激辐射的过程，被已经辐射的光子逼迫跃迁回到基态。

在这个过程中，新产生的光子与已有的光子具备相同的频率和相位，这种过程称为受激辐射。

受激辐射的光子与已有的光子一起振荡，形成光的相长干涉，从而增加光的强度和能量，形成激光束。

以上是固体激光器产生激光的基本原理。

固体激光器的波长取决于激光介质中杂质离子的能级结构和跃迁方式。

在实际应用中，固体激光器被广泛应用于医疗、激光切割、激光雷达、激光测距等领域，具有较高的光束质量、较高的功率和较好的可调谐性。

不同的固体激光介质和泵浦源的选择，可以实现不同波长的激光输出，满足不同领域的需求。