红宝石激光器结构

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    红宝石激光器是世界上*早实现激光输出的器件,它是一种输出波长为694.nm(红光)的脉冲器件。它具有输出能量大、峰值功率高、结构紧凑、使用方便等优点。目前已广泛应用于打孔划片、动态全息、信息存储等方面。

    固体红宝石激光器通常由工作物质、谐振腔、泵浦光源和聚光腔所组成。

  1.工作物质。红宝石激光器以掺杂离子型绝缘晶体红宝石棒为工作物质。红宝石激光晶体是以刚玉(或称白宝石)单晶为基质,掺入金属铬离子(Cr3+)为激活粒子所组成的晶体激光材料。呈淡红色,其掺杂波度一般为0.05%(重量)。工作物质要求有较好的光学质量。

  在红宝石晶体中,Cr3+的吸收带有两个,分别在410nm和560nm波长附近,吸收带宽度约为100nm波长左右。

  2.光泵。红宝石激光器采用光激励,脉冲激光器中一般采用发光效率较高的脉冲氙灯。

  脉冲氙灯用石英管制成,两端用过渡玻璃封以钍钨电极,管内充以300-500Torr氙气。灯管由高压充电电源和高压触发器控制点燃。

  3.聚光腔。为了使光泵的光更集中地照射在激光棒上,常用的聚光腔有:圆柱面聚光腔、单椭圆柱面聚光腔、双椭圆柱面聚光腔。为提高对光线的反射率聚光腔常采用黄铜或不锈钢材料制成,内壁经抛光处理后镀银。

  4.光学谐振腔。红宝石激光器谐振腔多采用平行平面镜腔,全反射镜是反射率为99%以上的多层介质膜,输出镜透过率为50%以上。近年来,为了减小激光光斑尺寸,也有采用平凹腔结构的,全反射镜采用凹球面镜,其曲率半径约为腔长的3-4倍。