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光纤激光清障仪原理

阅读量: 4263次 2017-09-27

光纤激光清障仪主要由泵浦源,耦合器,掺稀土元素光纤,谐振腔等部件构成。泵浦源由一个或多个大功率激光二极管阵列构成,其发出的泵浦光经特殊的泵浦结构耦合入作为增益介质的掺稀土元素光纤,泵浦波长上的光子被掺杂光纤介质吸收,形成粒子数反转,受激发射的光波经谐振腔镜的反馈和振荡形成激光输出。
光纤激光清障仪特点:光纤激光器以光纤作为波导介质,耦合效率高,易形成高功率密度,散热效果好,无需庞大的制冷系统,具有高转换效率,低阈值。

光纤激光器原理图1:


光纤激光原理图



峰值功率:脉冲激光器,顾名思义,它输出的激光是一个一个脉1冲,每单个脉冲有一个持续时间,比如说 10 ns(纳秒),一般称作单个脉冲宽度,或单个脉冲持续时间,我们用 t 表示。()这种激光器可以发出一连串脉冲,比如,1 秒钟发出 10 个脉冲,或者有的就发出 一个脉冲。这时,我们就说脉冲重复(频)率前者为 10,后者为 1,那么,1 秒钟发出 10 个脉冲,它的脉冲重复周期为 0.1 秒,而 1 秒钟发出 1 个脉冲,那么,它的脉冲重复周期为 1 秒,我们用 T 表示这个脉冲重复周期。
如果单个脉冲的能量为 E, 那么 E/T 称作脉冲激光器的平均功率,这是在一个周期内的平均值。例如, E = 50 mJ(毫焦), T = 0.1 秒, 那么, 平均功率 P平均 = 50 mJ/0.1 s = 500 mW。如果用 E 除以 t,即有激光输出的这段时间内的功率,一般称作峰值功率(peak power),例如,在前面的例子中 E = 50 mJ, t = 10 ns, P峰值 = 50 ×10^(-3)/[10×10^(-9)] = 5×10^6 W = 5 MW(兆瓦),由于脉冲宽度 t 很小,它的峰值功率很大。
脉冲能量E=1mj 脉宽t=100ns 重复频率20-80K 脉冲持续时间T=1s/2k=?秒
平均功率P=E/T=0.001J/0.00005s=20W
P峰值功率=E/t 激光的分类:
激光按波段分,可分为可见光、红外、紫外、X光、多波长可调谐 ,目前工业用红外及紫外激光。例如CO2激光器10.64um红外2激光, 氪灯泵浦YAG激光器1.064um红外激光, 氙灯泵浦YAG激光器1.064um红外激光, 半导体侧面/端面泵浦激光器1.064um红外激光。激光器的种类分,可分为固体、气体、液体、半导体和染料等几种类型波长为380—780nm的电磁波为可见光。()可见光透过三棱镜可以呈现出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的光谱。红色光波最长,640—780nm;紫色光波最短,380—430nm
红640—780nm

橙640—610nm

黄610—530nm

绿505—525nm

蓝505—470nm

紫470—380nm

肉眼看得见的是电磁波中很短的一段,从0.4-0.76微米这部分称为可见光。可见光经三棱镜分光后,成为一条由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的光带,这光带称为光谱。其中红光波长最长,紫光波长最短,其它各色光的波长则依次介于其间。波长长于红光的(>0.76微米)有红外线有无线电波;波长短于紫色光的(<0.4微米)有紫外线。


常见的可见光有:红光、紫光


光纤激光清障仪原理图



常用的是:红外和紫外,红外的如:YAG灯泵浦,CO2,半导体侧面/端面泵浦,光纤激光依据释放能量的方式可分为:连续和脉冲激光,连续激光是以稳定、连续的光束释放出能量,如二氧化碳、CW光纤激光器。()脉冲激光的能量是以脉冲的形式释放的,即激光能量在一个固定的(也有可调节的)时间内(脉冲宽度)释放出来(称为一个脉冲),而每个脉冲之间的时间是可控的,依据脉冲宽度,此类激光又可分为长脉冲激光(脉宽为毫秒级)和短脉冲激光(脉宽为纳秒级),近年又出现了皮秒激光(1皮秒等于一万亿分之一秒(10E-12秒)。

激光脉冲:指的是脉冲工作方式的激光器发出的一个光脉冲,简单的说,好比手电筒的工作一样,一直合上按钮就是连续工作,合上开关立刻又关掉就是发出了一个“光脉冲”。



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