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标题: 固体激光器设计步骤 [打印本页]

作者: marchon 时间: 2006-9-28 05:14
标题: 固体激光器设计步骤
amp;amp;lt;pamp;amp;gt; 实验室的激光器和能进行商品化激光器尽管在原理上差不多，而事实上在具体的操作过程中还是有很多差别的，主要是稳定等问题，商品化中十分强调工艺问题，那些问题看是小问题，但往往那些细节决定成败。amp;amp;lt;/pamp;amp;gt;amp;amp;lt;pamp;amp;gt; [B] 一个商品化的激光器的出现我想大概包括一些一些环节：该激光器说需要达到的指标（波长、功率、频率、发散角、光斑大小、稳定性、偏振度、几何尺寸、运用环境等等）、市场需求调研、国内外同样或者类似产品的调研、国内外相关文献的和专利的调研、可行性分析、激光介质的材料和结构的选取、泵浦源的选取、泵浦结构的设计、冷却方式、聚光腔、谐振腔的设计、总体方案（单个腔、MOPA结构等）、调Q方式、锁模方式、稳频方式、热畸变的补偿、模式的选择，还有一些因素，欢迎大家提出来，也欢迎大家发表看法。[/B]amp;amp;lt;/pamp;amp;gt;

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[此贴子已经被作者于2006-10-4 18:21:58编辑过]

作者: marchon 时间: 2006-10-3 22:56
p没有人顶，只好我自己来顶了。我分析了一下没有人顶的原因在于这个题目太大了，大家觉得不知道从那儿说起，因此我想把这个题目分成几个小题目，欢迎大家对下面问题进行讨论，最后我将通过这些讨论整理成一个文档通过email发给每个参与讨论的朋友，谢谢大家的支持。/ppfont color="#ee1111"1。如何选择激光介质？（/font就是你做一台激光器选择怎样的介质，比如是Nd：YAG还是Nd：YLF或者是Nd：YVO4，如果你要求单脉冲能量高重复频率较低的话就选择Dd：YLF为好，如果需要选择单脉冲能量高而重复频率低的话最好选择Nd：YVO4，当然Nd：YAG虽然两者都能，但是他也有其局限性；同时也还要考虑现在这些介质实验室和产品分别能做到多大功率）；/ppfont color="#ee3d11"2。泵浦结构如何选择？（/font泵浦结构主要包括端泵、侧泵、面泵、等等，那么选择这些结构的理由又分别是什么呢？考虑那些因素呢？）/ppfont color="#ee6911"3。冷却方式如何选择？（/font这个问题需要结合泵浦结构进行讨论，因为他限制了泵浦结构，是水冷还是风冷，是空气自然冷却还是用TEC进行冷却或者用热管进行冷却，你见过那些冷却方式，最好能提供参考文献）/ppfont color="#ee3d11"3。腔结构如何选择？（/font腔大体上分稳定腔和非稳定腔，那么选择何种腔结构的原因分别是什么呢？每一种腔结构又包括具体很多结构，比如稳定腔又包括很多中，比如共焦、共心、平凹等等，选择的理由又是什么呢？对腔设计还要考虑热透镜效用的补偿，那么如何进行热透镜补偿呢？）/ppfont color="#f79709"4。如何进行选模？（/font模式的选择我们大体可以分为两类，一类是横模的选择，另一类是纵模的选择，那么选择横模就设计到如何方式光阑，光阑放置在什么位置，这两者又与腔结构和腔长有关系，因为选择横模是依靠不同的模式具有不同的衍射损耗而实现的；而单纵模的选择就包括插入布鲁斯特片、光栅、棱镜、双折射波片、标准具等方法；那么这些方法各有什么有缺点呢？我没如何来选取这些方法呢？）/pp5。整体结构如何选择？（这儿的整体结构主要指就仅仅一个振荡器还是利用MOPA结构，如果使用MOPA结构，那么要使用多少级，级间效用怎么消除）/pp6。调Q问题，选用什么样的调Q方式，主动调Q还是被动，各有什么优劣。/pp7。倍频问题，选用什么倍频晶体，选用何种匹配方式。/pp 以上讨论的事实上还限制在实验室的阶段，要进行工程化不仅需要进行市场分析，还需要对器件进行合理的安排和包装，还要考虑到客户使用方便，系统功能稳定等等。我们目前先考虑上面的这几个问题。/p

[此贴子已经被作者于2007-1-31 10:56:15编辑过]

作者: xiaobao9394 时间: 2006-10-9 19:55

好贴

marchon兄，我帮你顶

继续发些好贴

作者: xiaobao9394 时间: 2006-10-9 20:03

我认为最重要是定好激光器的应用方向，针对这个方向再做个具体的市场调查，看看是否真的有很大需求量和其的发展前景。

没定好方向就一切都是空的。

作者: hechao123 时间: 2006-10-10 17:19

简单说说，1 牵扯到你的泵浦方式，选择增益介质要考虑掺杂浓度，长度。脉冲还是连续输出，偏振方向，预计要得到的输出功率，才可以决定增益介质。其他的影响因素我暂时想不起来

作者: 扬帆起航 时间: 2006-10-10 17:25
见识了，多谢。抢个板凳先。

作者: 橡树 时间: 2006-10-10 21:27
坐在地上看。不知道这次能说出点啥新鲜东西。

作者: zdy 时间: 2006-10-11 23:36
感觉在腔的选择问题上面无从下手，如果其它几个问题都已经确定，怎么选择腔？？大家谈谈

作者: 凌玲漆 时间: 2006-10-14 19:01

觉得首先要考虑的是激光器是干什么用的,大小的要求,以及各项技术指标,然后再是考虑用工作物质,以及如何设计满足技术指标的谐振腔

作者: yueren 时间: 2006-11-7 04:01

好贴！

同意四楼看法

作者: ranger 时间: 2006-11-16 18:30
你最好把那些题目分开来进行讨论。分别开帖子。

作者: marchon 时间: 2006-11-21 06:49
分开了就太多了，大家有什么就说什么好了，我也在总结这些，到时弄好了一下拷贝上来。

作者: boye039 时间: 2006-11-27 17:55
怎么理解调Q,Q具体代表什么?

作者: zemax 时间: 2006-12-16 14:43

激光产品，关键是要在能满足要求的前提下，尽量的简化设计。

作者: fox 时间: 2006-12-20 20:37

先顶一下，我觉得要先有目标，才能选材。

作者: nqh1978 时间: 2006-12-21 18:35
大家如果方便的话，我建议先谈谈激光是怎么通过这些材料工作的，这样问的问题就可以从如何工作中产生了。

作者: mjf09 时间: 2006-12-22 06:40
顶一下阿，难得学习的机会，大家都来说说！

作者: mashimaro11 时间: 2007-1-8 20:06

好帖，不过说起来有一本书那么多

简要讲一下十三楼的问题：

[B]以下是引用[I]boye039[/I]在2006-11-27 9:55:00的发言：[/B][BR]怎么理解调Q,Q具体代表什么?

Q代表着激光器的品质因数。Q高损耗低，反之亦成。采用Q调制技术，它的基本原理是通过某种方法（放入调Q晶体）使谐振腔的损耗因子δ（或Q值）按照规定的程序变化，在泵浦激励刚开始时，先使光腔具有高损耗因子δh，激光器由于阈值高而不能产生激光振荡，于是亚稳态上的粒子数可以积累到较高的水平。然后在适当的时刻，使腔的损耗因子突然降低到δ，阈值也随之突然降低，此时反转集巨数大大超过阈值，受激辐射极为迅速地增强。于是在极短的时间内，上能级储存的大部分离子的能量转变为激光能量，形成一个很强的激光巨脉冲输出。现在通过调Q技术，可以得到ns级别的再脉冲。如果想得到ps以下的，则需要采用锁模技术。

作者: y11117 时间: 2007-1-11 23:25

这是个系统工程

冒得那么简单

作者: marchon 时间: 2007-1-31 18:58
欢迎大家指教。看来这些问题还是不好回答哈。

作者: yunick 时间: 2007-1-31 21:40
好题目，有经验的都来说一说

作者: chilli4 时间: 2007-5-18 01:58

设计只能从你的需要标准来评价其好或者不好，只有优点没有缺点的完美固体激光器的设计就如永动机的设计一样。故，本人认为，谈这个优缺点需要你的标准和目标做参考，要么就只能谈特点，不能谈优点或者缺点。呵呵！

作者: craftboy 时间: 2007-5-18 15:30
谁可以搞个QQ群嘛，搞固体激光器的可以讨论一下啊！

作者: wuyijie 时间: 2007-5-25 00:30

提几个问题：

端泵和侧泵的优势分别是什么？

半导体泵浦的耦合系统为什么要消球差？

1064用KTP倍频出光不稳定，怎么解决？

我用的是YAG换成YVO4会好一点么？

作者: lf688 时间: 2007-6-3 21:51
我也来顶
好问题！！！

作者: fengjiang81 时间: 2007-6-4 11:58
开Q群了没有？但是开群有个不好就是不在线的人看不到，而且翻记录也麻烦，不直观

作者: wuyijie 时间: 2007-6-7 15:36
再提几个问题：
发散角在什么地方测呀？
束腰在什么地方？
晶体上除了灰迹是怎么回事？

作者: nknight23 时间: 2007-6-8 17:11
标题: 回复 #24 wuyijie 的帖子
二极管端面泵浦激光打标机，光束质量好，但不及光纤打标机，电光转换效率约20%，是目前国内市场的发展重点，产品功率多是10W级和20W级，适合于低功率要求的精细加工。
二极管侧面泵浦激光打标机，光束质量较好，但不及光纤打标机和端泵打标机，电光转换效率约百分之十几，产品功率多是50W级别。适合于中低功率要求的较精细加工。
KTP损伤阈值低，常出现灰迹，是强光下晶体KTP中出了化学反应，没办法，呵呵，要不换LBO吧。
YAG输出光是非偏的，YVO4出光是偏振的，KTP二类相位匹配的话应该更适合倍频
YVO4的输出光。
远场发散角当然要拉远测啦，我一般是4米后测，呵呵。
一般束腰在输出镜上。
我的一些理解，不一定全对，欢迎探讨。

作者: wuyijie 时间: 2007-6-12 09:37
标题: 回复 #28 nknight23 的帖子
谢谢楼上！
我还有问题，呵呵。
光束质量M2如何测量？

作者: nknight23 时间: 2007-6-12 09:50
精确的测量，用M2仪，2万美金。

作者: heguohong 时间: 2007-7-9 16:59
标题: Q调制技术
Q调制技术的输出激光是脉冲还是连续的

作者: smile_life1107 时间: 2007-7-9 21:18
那请问mashimaro11 什么是锁模技术啊？谢谢

作者: pkcheng 时间: 2007-7-19 19:03
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作者: garyghpan 时间: 2007-7-21 23:13
楼主的题目太大了
不太好回答

作者: 新警察 时间: 2007-7-22 00:10
DPSSL群:16920291

作者: qasd 时间: 2007-8-7 10:08
好贴！

同意

作者: opo-mjg 时间: 2007-8-8 22:42
晶体、泵浦方式、制冷都不应是难事，关键应该在腔型设计：如腔长、耦合输出镜透过率、选模等，另外驱动电源、降低成本、稳定性也很重要。

作者: xw468 时间: 2008-3-11 14:18
标题: 好贴
好贴

marchon兄，我帮你顶

继续发些好贴

作者: f666 时间: 2008-3-11 19:53
来看看热闹，

作者: weiyouliang 时间: 2008-3-12 16:46
长知识，请大家以后多提供这样的帖子。

作者: nankeey 时间: 2008-3-12 18:12
我觉得，在设计前你就知道这个波长的这种类型的激光器具体能做什么，它应用时满足的各种参数指标也就确定了！再动手就很明了了！

作者: butterfly007 时间: 2008-3-14 18:44
见识了，多谢。抢个板凳先。

作者: trystar 时间: 2008-11-19 17:42
希望高手们能多在这个贴里露面给出个说法！

作者: zcc03023 时间: 2008-12-20 13:59
2# marchon

好贴，我顶！

作者: 泡泡明 时间: 2008-12-20 15:45
激光器制冷很重要啊，否则波长要飘的呀

作者: 五环伟业 时间: 2008-12-20 21:52
谢谢你高论和无私的精神。祝你好运！

作者: bai3697 时间: 2008-12-21 10:13
LZ，我感觉你的问题面太宽，有些不好回答，能不能一个问题一个问题的来讨论？每个问题也从小的方面到大的方面？

作者: qshpang 时间: 2008-12-21 14:39
设计谐振腔应该考虑激光的稳定性，怎么做才能使激光稳定。机械的设计，谐振腔的设计都该去考虑一下。

作者: zcc03023 时间: 2008-12-27 14:05
好贴子，不错不错，大家顶呀

作者: Happywen 时间: 2011-7-5 11:00
很好的平台，我要找个地站下脚来学习学习嘿嘿谢谢楼主

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