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Nd:YAG激光（N eodymium-d oped Y ttrium A luminium G arnet;Nd:Y3Al5O12或称之为钇铝石榴石晶体）,钇铝石榴石晶体为其激活物质，晶体内Nd原子的含量为0.6～1.1%，属固体激光，发射激光为红外波长1.064um.属四能级系统。
Nd:YAG激活物质晶体主要使用氪气（kryton）或氙气（xenon）灯管作为泵浦源，泵浦灯的发射光谱是一个宽带连续谱，但仅少数固定的光谱峰被Nd离子吸收，所以泵浦灯仅利用了很少部分的光谱能量，大部分的使用率偏低。
Nd:YAG吸收的光谱区域由0.730um~0.760um与0.790um～0.820um，光谱被吸收后释放出相同频率单色光谱，但所释放的光谱并无固定方向与相位，所以尚无法形成激光。
激光生成原理。
当将激活物质放在两个互相平行的反射镜，（其中一片100%反射另一片50%透射镜）就可构成光学谐振腔，非轴向传播的单色光谱被排除谐振腔外，轴向传播的单色光谱在腔内往返传播。
当单色光谱在激光物质中往返传播时，称为谐振腔内“自激振荡”。
当泵浦灯提供足够的高能级的原子在激光物质内，具有高能级的原子在两能级间存在着自发辐射跃迁，受激吸收跃迁和受激辐射跃迁等三种过程。
受激辐射跃迁所产生的受激发射光，与入射光具有相同的频率，相位。
当光重复在谐振腔内通过“粒子数反转状态”的激活物质后，相同频率单色光谱的光强被增大生成了激光，激光高渗透率就能通过谐振腔内50%的透射镜发射出来，成为连续激光。
激光发展历程激光的发展历程可以追溯到20世纪的早期。
在1917年，爱因斯坦通过他的理论物理学研究，提出了激光的理论基础。
但是直到20世纪50年代，人们才真正开始研究和开发激光技术。
在1954年，一位名叫Charles H. Townes的物理学家在他的实验室中首次发明了微波放大器，这是激光研究的重要里程碑。
随后的几年里，Townes与Arthur L. Schawlow合作，进一步研究激光的原理和技术。
1958年，Theodore Maiman成功地制造出了第一台工作的激光器。
这台激光器使用了合成的红宝石作为激光介质，它发射出了一束可见的红光，并被认为是真正的激光器的里程碑。
从那时起，激光技术迅速发展。
在1960年代初期，人们发明了更多种类的激光器，包括CO2激光器、氨氧化物激光器和液体激光器。
这些激光器的应用范围不断扩大，从科学研究到医疗、通信和材料加工等多个领域。
20世纪70年代，激光技术取得了更大的突破。
光纤激光器的发明使得激光在通信领域得到了广泛应用，成为传输和放大光信号的重要工具。
同时，激光器的价格也逐渐下降，使得激光技术更加普及和可行。
到了21世纪，激光技术已经成为现代社会不可或缺的一部分。
激光器被广泛应用于医疗领域，如眼科手术和皮肤治疗。
激光雷达在无人驾驶汽车和航空器中发挥着重要作用。
激光在制造业中的应用也越来越广泛，如激光切割、激光焊接和激光打印等。
总的来说，激光的发展历程经过了数十年的探索和研究，逐渐成为一项重要的技术和应用领域。
随着技术的不断发展，激光在未来将继续发挥更大的作用，并带来更多的创新和应用。
第十二章激光发展简史2011-01-17激光是20世纪中叶以后近二三十年内发展起来的一门新兴科学技术。
它是现代物理学的一项重大成果，是20世纪量子理论、无线电电子学、微波波谱学以及固体物理学的综合产物，也是科学与技术、理论与实践紧密结合产生的灿烂成果。
激光科学从它的孕育到初创和发展，凝聚了众多科学家的创造智慧。
他们的探索精神，值得我们认真学习和总结[1]。
§12.1爱因斯坦提出受激辐射概念激光的理论基础早在1916年就已经由爱因斯坦奠定了。
他以深刻的洞察力首先提出了受激辐射的概念。
所谓受激辐射的概念是这样的：处于高能级的原子，受外来光子的作用，当外来光子的频率正好与它的跃迁频率一致时，它就会从高能级跳到低能级，并发出与外来光子完全相同的另一光子。
新发出的光子不仅频率与外来光子一样，而且发射方向、偏振态、位相和速率也都一样。
于是，一个光子变成了两个光子。
如果条件合适，光就可以象雪崩一样得到放大和加强。
特别值得注意的是，这样放大的光是一般自然条件下得不到的“相干光”。
爱因斯坦是在论述普朗克黑体辐射公式的推导中提出受激辐射概念的。
这篇论文题为《辐射的量子理论》，发表在德文《物理学年鉴》上。
爱因斯坦在玻尔能级理论的基础上进一步发展了光量子理论，他不但论述了辐射的两种形式：自发辐射和受激辐射，而且也讨论了光子与分子之间的两种相互作用：能量交换和动量交换，为后来发现的康普顿效应奠定了理论基础（参看§9.1）。
不过爱因斯坦并没有想到利用受激辐射来实现光的放大。
因为根据玻尔兹曼统计分布，平衡态中低能级的粒子数总比高能级多，靠受激辐射来实现光的放大实际上是不可能的。
因此在爱因斯坦提出受激辐射理论的许多年内，这个理论并没有太多运用，仅仅局限于理论上讨论光的散射、折射、色散和吸收等过程。
直到1933年，在研究反常色散问题时才触及到光的放大。
§12.2负色散的研究色散理论早在1900年就由特鲁德（P.Drude）建立，能够解释一部分实验结果。
激光器的发展历史及现状001激光器的发展历史及现状001激光器是一种产生激光的装置，通过激光器可以产生一束具有高度定向性的、相干性好且能量集中的激光光束。
激光器广泛应用于科学研究、医疗、工业加工、通信等领域，对现代社会的发展起到了重要作用。
以下是激光器的发展历史及现状。
激光的概念最早由爱因斯坦在1916年提出，但是在之后的几十年中，科学家们仅仅对激光的概念有所了解，没有实际制造出激光器。
直到1960年，美国的激光先驱泰奥多·赫斯在贝尔实验室成功制造出了第一台激光器，从而打开了激光器的发展之路。
赫斯的激光器是由镜子组成的谐振腔、放置了掺有纯银的激光介质和辅助能量供应的光泵，能够产生涵盖从红外到紫外等不同波长范围的激光。
这个成果引发了对激光器在不同领域应用的研究，如光通信、光刻及材料加工等。
在激光器的发展过程中，科学家们通过不断改进激光介质和腔体结构，使激光器的性能得到了提升。
例如，早期的激光器解决了频率稳定性的问题，但是能量密度较低，限制了其在医疗和材料加工领域的应用。
而随着半导体激光器和光纤激光器的出现，激光器的能量密度得到了大幅提升，使其在医疗和材料加工中有了更广泛的应用。
目前，激光器已经成为科学研究、工业加工和医疗领域不可或缺的工具。
在科学研究中，激光器被用于光谱分析、原子物理学研究、量子信息等领域，为科学家们提供了研究材料的新手段。
在工业加工中，激光器广泛应用于激光切割、激光焊接、激光打标等领域，取代了传统的机械加工方法，提高了加工效率和精度。
在医疗领域，激光器被广泛应用于眼科手术、皮肤美容、牙科治疗等，为医生和患者提供了更安全、更有效的治疗手段。
未来，激光器的发展仍将朝着更高功率、更短脉冲、更宽频谱和更小体积的方向发展。
随着科技的不断进步，新型激光器的出现将会拓宽激光器的应用领域。
例如，在量子计算、量子通信和量子雷达等领域中，激光器被用于产生特殊波长和脉冲的激光，实现对量子信息的探测和操作。
ND:YAG激光晶体生长及加工高科技项目项目简介：本项目是ND:YAG晶体的生长及加工，所采用的晶体生长方法为提拉法，ND:YAG晶体的生长工艺参数为2070℃—2100℃，提拉速度为0.6mm/H左右，转速17.5RPM 左右，晶体棒长度不小于180mm ，直径不小于50mm ，晶体呈淡紫色。
生长出晶体后在对晶体毛坯进行定向、切割、粗磨、细磨、机抛及镀膜等加工工艺，最终产品为ND:YAG晶体棒。
Nd:yag晶体产品介绍：Nd:yag晶体产品：1、钇铝石榴石的化学式是y3al5o15，简称为yag 。
在yag 基质中掺入激活离子nd3（约0.6-1.1%）就成为nd ；yag 。
实际制备时是将一定比例的al2o2、y2o2和ndo3在单晶炉中溶化结晶而成。
2、nd ：yag 晶体产品特性nd ：yag 属四能级系统，量子效率高，受激辐射面积大，所以它的阈值比红宝石和钕玻璃低得多。
又由于nd ：yag 晶体具有优良的热学性能，因此非常适合制成连续和重频器件。
它是目前在室温下能够连续工作的唯一固体工作物质，在中小功率脉冲件中，目前应用nd ：yag 的量远远超过其他工作物质。
生产原料：AI2.O2\Y2O2和NDO2核心设备：60单晶炉，150铱坩埚，四轴抛光机，二轴抛光机，测角仪，内圆切割机。
加工工艺：首先ai2o2\y2o和ndo 三种原料按比例配料—对三种原料进行灼烧、烘干并称量—将三种原料并压料—随后将三种原料焙烧—将焙烧好的原料放入单晶炉中—抽真空，充入保护气体（氩气）—物料熔融后生长nd ：yag 晶体—将长成的晶体毛坯切割、粗、细磨、抛光镀膜。
产品应用：1、YAG 激光器在军用装备中是应用最广泛的一种激光器，主要用作激光雷达、激光测距、激光制导、激光对抗等方面。
2、在工业中的应用主要是用于材料加工，如切割、焊接、打孔等，不仅提高了加工质量，更提高了工作效率。
3、在医疗方面的应用，ND:YAG激光器是医学中用得较多的激光器，它的转换率高，输出功率大，单根晶体工作时输出的功率可达百瓦，比co2气体激光止血及凝固效果好，在医学上常用来做手术刀，广泛用于普外科，耳鼻喉科，泌尿科，骨科，整形科最吉安帕、椎间盘手术等。
激光晶体材料
激光晶体材料是一类具有特殊光学性能的固体材料，广泛应用于激光器、光通信、医学和军事领域。
激光晶体材料具有高光学均匀性、优异的光学性能和稳定的化学性质，因此备受关注和重视。
首先，激光晶体材料具有较宽的透明度范围，能够在可见光和红外光区域内实
现高效的光学放大。
其中，钇铝石榴石（YAG）晶体是一种典型的激光晶体材料，具有优异的光学性能和热学性能，被广泛应用于固体激光器中。
此外，掺杂稀土离子的激光晶体材料，如掺铬铝石榴石（Cr:YAG）、掺铥钇铝石榴石（Tm:YAG）等，也具有良好的激光性能，可用于激光加工、医学美容等领域。
其次，激光晶体材料还具有优异的光学非线性效应。
这些效应包括二次谐波产生、光学参量振荡、自聚焦效应等，为激光器的频率加倍、波长调谐和超快光学器件提供了可能。
某些非线性光学晶体材料，如β-硼酸钡（BBO）、钛酸锶钡（SBN）等，具有较大的非线性光学系数和宽的透明度范围，被广泛应用于光学通信、激光雷达和光学成像等领域。
此外，激光晶体材料还具有优异的光学稳定性和耐热性能。
在高功率激光器中，激光晶体材料能够保持良好的光学性能和稳定的光学特性，不易发生光学损伤和光学失真。
因此，激光晶体材料被广泛应用于激光切割、激光打标、激光焊接等高功率激光加工领域。
总的来说，激光晶体材料具有广阔的应用前景和市场潜力。
随着激光技术的不
断发展和完善，激光晶体材料将发挥越来越重要的作用，推动激光技术在各个领域的应用和发展。
相信随着科学技术的不断进步，激光晶体材料必将迎来更加美好的未来。
激光器发展历程
激光的发展历程可以追溯到20世纪的上半叶。
以下是激光器的主要发展里程碑：
1. 爱因斯坦的光子概念：1905年，爱因斯坦在他的光电效应理论中首次提出了光子的概念，这为激光器的研发打下了理论基础。
2. 马赫-琼斯实验：在1917年，路易斯·马赫和莫尔德琼斯执行了一系列实验，展示了通过光放大和受激发射可以产生的相干光束。
3. 激光理论的发展：在20世纪的40和50年代，理论物理学家发展了激光器的基本原理。
他们提出了受激发射和光放大的概念，并且预测可以通过跃迁的粒子数目来产生聚集性辐射。
4. 马塞尔·特朗普的激光器：1960年，激光的原型由西奥多·马奈斯和艾瓦·西格马的小组在美国发明。
然而，该装置在光学谐振器上没有突破，并且无法实现连续输出。
5. 第一台连续激光器：1961年，法国科学家马塞尔·特朗普首次成功地构建了连续激光器。
他使用了具有反射镜的半导体材料来实现光的放大。
通过光学共振的方法，他能够持续地产生输出功率较高的激光光束。
6. 光学纤维激光器：20世纪70年代初，科学家们开始探索使用光纤作为激光器的介质。
这种类型的激光器允许通过光纤导
光，因此可以将激光束引导到较长的距离或复杂的配置中。
7. 激光应用的拓展：激光器的应用领域也在不断扩展。
从最初的科学研究到现在的医疗、通信、制造业等多个行业都广泛应用激光技术。
总结起来，激光器的发展历程经历了理论突破、实验验证和技术改进等多个阶段。
如今，激光技术已经成为现代科学和工业中不可或缺的一部分。
激光的发展历程激光技术的发展历程可以追溯到20世纪50年代。
1958年，美国物理学家塞奇托夫首次实现了激光的工作原理，他采用了一种用于激发铷原子的光波导激光器，成功地将光能转化为激光能。
这一成果打开了激光技术的发展之门。
随着时间的推移，激光技术得到了不断的改进和完善。
1960年，波镖和茂朗分别发明了激光器和闪光激光器，为激光技术的实际应用奠定了基础。
同时，科学家们也发现了激光的独特特性，如单色性、相干性和定向性。
这些特性使得激光在多个领域具有广泛的应用前景。
在医疗领域，激光技术被广泛应用于手术和治疗。
1961年，美国科学家楚威拉在实验中发现，激光能够切割组织而不会导致出血，从而开创了激光手术的先河。
随后，激光在眼科手术、皮肤美容等领域得到了广泛应用。
在通信领域，激光技术也有了重要的突破。
1962年，美国物理学家塞奇托夫成功地实现了激光通信的原理，从而开启了光通信的时代。
激光通信具有大带宽、低传输损耗和抗干扰等特点，被视为现代通信技术的重要组成部分。
此外，在制造业和科学研究领域，激光技术也发挥着重要的作用。
激光切割、激光焊接和激光打印等技术在制造业中得到广泛应用，提高了生产效率和产品质量。
激光光谱分析、激光原子和分子光谱等技术则使得科学家们更深入地研究了物质的结构和性质。
随着激光技术的快速发展，各个领域对激光的需求不断增加，科学家们也在不断推动激光技术的前沿研究。
现在，激光已经成为一种重要的科学工具和技术手段，催生了激光雷达、激光投影仪、激光显示器等各种产品。
然而，激光技术的发展还面临着一些挑战。
激光器的体积相对较大，成本较高，同时激光安全性也需要得到更好的保障。
科学家们正致力于研究新的激光器材和控制技术，以提高激光器的效率和性能。
总的来说，激光技术的发展经历了半个多世纪的努力和积累。
从最初的概念证明到现在的实际应用，激光技术已经在各个领域得到了广泛的应用。
激光技术不仅提高了生产效率，改善了产品质量，而且在医疗、通信和科学研究等方面也带来了巨大的进展。
激光原理与技术·原理部份第一讲激光简史、进展与应用课程简介先修科目几何光学物理光学量子力学数学物理方式参考书目激光原理国防工业出版社2000年版周炳琨等编量子电子学科学技术出版社1983年版Amnon Yariv，刘颂豪等翻译Lasers, Anthony E. Siegman, Maple-Vail Book Manufacturing Group, 1986 Principles of Lasers, Orazio Svelto, Plenum Press, 1998什么是激光？什么是激光？什么是激光？激光简史什么是激光？LASER：Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation激光：受激辐射光放大激光简史史前时期17世纪—对光的本性的探求：波动说：以必然方式沿空间传输的波动进程，惠更斯、虎克；微粒说：以经典方式运动着的微小粒子，牛顿；19世纪：光的波动本性有了进一步进展电磁场理论、麦克斯韦方程组激光简史19世纪下半页进展起来的电磁场理论能够解释光的反射、折射、干与、衍射、偏振和双折射等现象；但是到了20世纪初，出现了黑体辐射、原子线状光谱、光电效应、光化学反映和康普顿散射等实验现象，其中某些涉及到光与物质彼此作历时能量与动量互换特征的就无法用那时的经典理论来解释。
激光简史黎明前的黑暗1900年，普朗克提出了能量量子化概念，并因此取得1918年诺贝尔物理学奖；1905年，爱因斯坦提出光子假说并成功解释了光电效应，并因此取得1921年诺贝尔物理学奖；"in recognition of the services he rendered to the advancement of Physics by his discovery of energy quanta""for his services to Theoretical Physics, and especially for his discovery of the law of the photoelectric effect"激光简史1913年，玻尔借鉴了普朗克的量子概念提出了全新的原子结构模型，并因此取得1922年诺贝尔物理学奖；1917年，爱因斯坦在玻尔的原理结构基础上，提出了受激辐射理论，为激光的出现奠定了理论的基础；1928年，Landenburg证明了受激辐射和“负吸收”的存在；"for his services in the investigation of the structure of atoms and of the radiation emanating from them"激光简史1940年，Fabrikant在其博士论文中提出了产生粒子数反转的实现方式，粒子数反转是MASER/LASER产生的必要条件。
