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标题: 高手在线！！！ [打印本页]

作者: eaglewagn 时间: 2003-3-27 04:26
标题: 高手在线！！！
有人问我“为什麽激光的脉冲宽度很窄？”小弟一时没有反应上来请各位帮忙解释一下，谢！（这与激光的模式有关吗？）

作者: 楚韵风 时间: 2003-3-27 06:37
标题: 高手在线！！！
实际这个问题很好理解，试想一下，同样的脉冲能量，不同的脉冲宽度，它们作用在材料表面的效果会是怎样？----答案是完全不一样！
同时人们利用脉冲激光进行加工，正是看中了它能够在很短时间内达到很高的峰值功率，从而使加工对象快速的加热，融化，汽化，以达到加工目的。
另外，相同的蜂值功率，不同的脉冲宽度，所需要的脉冲能量相差非常大，虽然技术上可以实现，但却要付出很高的代价（包括成本，体积，技术难度等等）。
所以一般激光设备的脉宽确实不大。

作者: zgzxb 时间: 2003-3-27 06:48
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这主要是由于工作介质的反转粒子在激光上能级的寿命一般来说很短，且产生受激辐射是在一瞬间完成的，这个时间t，就应该是脉冲的脉宽。所以是很窄的。
这是我个人的理解。不知对否！

作者: 楚韵风 时间: 2003-3-27 06:55
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你的理解可能有问题？
试想一下你说的t只有多大?

作者: zgzxb 时间: 2003-3-27 07:03
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当达到阈值以后，输出的激光脉冲的t值并不大阿。所以脉宽很窄。
哪你认为，为什么激光的脉冲很窄阿！？？？
上面你所说的并没有回答这个问题。

作者: 楚韵风 时间: 2003-3-27 07:21
标题: 高手在线！！！
显然是人为做窄哟！

作者: zgzxb 时间: 2003-3-27 07:43
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哪你这样解释和没有说不是一样的吗？
这么一来什么多可以做的很窄，何必要用激光呢？
关键是要回答和其他的脉宽比激光脉冲的宽度为什么会很窄！！！？？？？

作者: zemax 时间: 2003-3-27 13:34
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偶觉得这里的理解有问题阿，应该是在问激光的谱线宽度为什么比别的光源窄，而不是
脉冲宽度吧?这可是两个完全相反的概念阿。
激光的脉冲宽度是指激光在时域里的宽度，而谱线宽度是指激光在频域里的宽度。
更窄的谱线线宽，就意味着激光束具有更好的相干性。
而激光谱线窄的根源就来自激光是一种受激辐射的放大.
而激光的脉宽，则有可能是接近无穷大(单色波)

作者: 楚韵风 时间: 2003-3-27 17:15
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看来确要搞清楚提问人的意图哦！

作者: tzhhui 时间: 2003-3-27 19:43
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当达到阈值时，就起振形成激光脉冲输出并迅速消耗上能级的粒子数，当低于阈值时就无法形成激光，从而激光的脉冲宽度与激光起振到粒子数低于阈值这段时间有关，由于该段时间极短，故激光脉冲宽度窄。即使加大泵浦能量，也只是增加了激光脉冲尖峰的个数，并不能改变脉冲宽度。

作者: seawind 时间: 2003-3-27 20:23
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下面引用由zemax在 2003/03/27 05:34am 发表的内容：
偶觉得这里的理解有问题阿，应该是在问激光的谱线宽度为什么 ...

我有些不明白。将脉冲宽度理解为谱线宽度在时域内的体现，两者具有付立叶变换的特性，谱线宽为d(delta)函数时，脉宽为无穷大。但一般激光的输出，谱现宽度多为几个或几十个nm，那么脉宽应该都差不多。但显然从us到ns，3个量级应该差很多。这里的脉宽和我们平常所说的脉宽应该不一样。一般在哪些方面能测到这个脉冲宽度，还是有谱线推脉宽呢？
我觉得通常所讲得脉宽应该主要取决于工作方式。谱线宽度就不清楚了，它是不是应该主要由激光介质决定。

作者: eaglewagn 时间: 2003-3-29 04:17
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我同意zemax兄的看法“激光的脉冲宽度是指激光在时域里的宽度，而谱线宽度是指激光在频域里的宽度”/
楚韵风所指的“同样的脉冲能量，不同的脉冲宽度，它们作用在材料表面的效果不一样”是否可以认为是满足通常所讲的“归一化”原理
我认为是由于光子在高能级上的寿命很短，它会在很短的时间里返回低能级，因此脉冲宽度很窄（我更认为是谱线宽度）不知我的观点对否，请指教。

作者: 心慌 时间: 2003-3-29 18:57
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我认为eaglewagn 的提法有问题。激光的脉冲宽度应当是指一次激光脉冲所持续的时间（当然有不同的测量方法，测量值会不同。cw方式工作时激光的脉冲宽度可以无限长）。但是激光的脉冲宽度可以采用很多方面进行压缩，最常用的就是利用声光Q开关了。实际上目前已经有飞秒级的脉冲激光器了。

作者: eaglewagn 时间: 2003-3-30 03:55
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请关注“高手在线！！！”连载

作者: thales 时间: 2003-4-2 10:00
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首先，激光的脉冲宽度不一定很窄，从ps,ns到连续都有呀。主要看反转粒子数密度和阈值粒子密度的比值，，，还有就是调Q机制的速度。ND：YAG 的上能级寿命200微妙，，照样可以形成纳秒的脉冲。腔倒空就更小了。激光的谱线宽度确实很窄，主要是受激辐射的机制造成的，当然也是有一定线宽的，在利用激光器做超精细结构的分析时，还要在腔内加上FB，压缩线宽到1G左右。

作者: CIOM 时间: 2003-4-4 19:01
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激光线宽是由掺杂离子的结构决定的，也就是辐射机制决定，是微观的，我们无法控制。而激光脉冲宽度是我们可以调制的，是Q开关的速度问题，是宏观问题。同样的激光物质，采用不同的调Q方法，可以控制激光脉冲宽度！

不当，请指正！

作者: paddysky 时间: 2003-4-4 21:58
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对！我的理解作者所说的脉冲宽度应该是指脉冲激光器输出的脉冲宽度。
也就是说它决定与从粒子反转发出激光到低于域值这段时间。
正如众位所知，这个时间是可以人为调节的，例如用调Q可以得到纳秒级的脉宽，用锁模可以得到皮秒甚至飞秒级的脉宽。现在常说的飞秒激光器就是利用调Q和锁模得到的（两者可以同时使用）。
把同样的能量以不同的脉宽释放可以得到不同的效果，就好像你有1million dollar分1000次用和一次使用一样。所以可以得到瞬时的高能，可以用来焊接金属，切割等等用途。而其他的光源是很难调节他的发光脉冲的，例如汞灯，他是由于放电而发光（冷光源，电致发光），很难控制他的发光脉宽，因为取决于离子放电的速度，这又和灯管内的密度等有关系。总之其他光源都很难得到象激光一样窄的脉宽。
至于激光发光光谱宽度，线宽我认为不是作者所谈。

作者: eaglewagn 时间: 2003-4-5 04:19
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感谢各位大哥的指点！！！！
我认为CIOM兄所说的脉冲宽度颇有道理，但我不同意CIOM兄前面一句的看法。
激光线宽应与粒子的掺杂浓度有关，而掺杂浓度是我们人为可以控制的。
我们知道在大多数固体激光器中我们采用调Q技术，是将光的能量压缩在一个脉冲中输出，所以我认为paddysky所讲脉冲宽度是“从粒子反转发出激光到低于域值这段时间”是正确的，你说呢？

作者: thales 时间: 2003-4-5 04:46
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首先，激光的线宽是人为可以通过技术压缩的。此外，激光的脉冲宽度，主要受粒子反转数和开关函数的影响，这个可以通过计算机模拟速率方程得到验证。同时并不是Q开关开启的一瞬间就有光脉冲输出，理论上是有一个延时的。

作者: eaglewagn 时间: 2003-4-5 05:01
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同意，这个延时就是决定Q开关的一个很重要的性能参数，对吗？

作者: thales 时间: 2003-4-6 07:46
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当然我们可以认为该延时与Q开关的特性有关，但我认为还是和激光系统的速率方程的初始条件和损耗函数有关。

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