星空体育官方网站固体激光器“涅磐更生”:华夏手艺突破禁应用于激光兵器

  星空体育官方网     |      2024-03-21 01:48

  器。1960年,T.H.梅曼发现的红宝石激光器即是固体激光器,也是全球第一台激光器。

  此类激光器所采取的固体事情物资,是把拥有能发生受引发射感化的金属离子掺入晶体而制成的。在固体中能发生受引发射感化的金属离子首要有三类:(1)过度金属离子(如Cr3+);(2)大多半镧系金属离子(如Nd3+、Sm2+、Dy2+等);(3)锕系金属离子(如U3+)。

  这些搀杂到固体基质中的金属离子的首要特性是:拥有比力宽的有用接收光谱带,比力高的荧光效力,比力长的荧光寿命和比力窄的荧光谱线,因此易于发生粒子数回转和受引发射。用作晶体类基质的野生晶体首要有:刚玉(NaAlSi2O6)、钇铝石榴石(Y3Al5,O12)、钨酸钙(CaWO4)、氟化钙(CaF2)等,和铝酸钇(YAlO3)、铍酸镧(La2Be2O5)等。

  用作玻璃类基质的首要是优良硅酸盐光学玻璃,比如经常使用的钡冕玻璃和钙冕玻璃。与晶体基质比拟,玻璃基质的首要特性是制备便利和易于取得大尺寸优良原料。对晶体和玻璃基质的首要哀求是:易于掺入起激活感化的发光金属离子;拥有杰出的光谱特征、光学透射率特征和高度的光学(反射率)平均性;拥有适于持久激光运行的物理和化学特征(如热学特征、抗劣化特征、化学不变性等)。晶体激光器以红宝石(Al2O3:Cr3+)和掺钕钇铝石榴石(简写为YAG:Nd3+)为典范代表。玻璃激光器则因此钕玻璃激光器为典范代表。

  固体激光器的事情物资,由光学透后的晶体或玻璃行动基质原料,掺以激活离子或其余激活物资组成。这类事情物资普通应拥有杰出的物理-化学本质、窄的荧光谱线、强而宽的接收带和高的荧光量子效力。

  玻璃激光事情物资轻易制成平均的大尺寸原料,可用于高能量或岑岭值功率激光器。但其荧光谱线较宽,热机能较差,不适于高均匀功率下事情。罕见的钕玻璃有硅酸盐、磷酸盐和氟磷酸盐玻璃。80年月早期,研制获胜反射率温度系数为负值的钕玻璃,可用于高反复频次的中、小能量激光器。

  晶体激光事情物资普通拥有杰出的热机能和机器机能,窄的荧光谱线,但取得优良大尺寸原料的晶体发展手艺搀杂。60年月此后已有 300种以上掺入种种稀土金属或过度金属离子氧化物和氟化物晶体完毕了激光震撼。经常使用的激光晶体有红宝石(Cr:Al2O3,波长6943埃)、掺钕钇铝石榴石(Nd:Y3Al5O12,简称Nd:YAG,波长1.064微米)、氟化钇锂(LiYF4,简称YLF;Nd:YLF,波长1.047或1.05微米;Ho:Er:Tm:YLF,波长2.06微米)等。

  1973年此后又有一类自激活激光晶体。它的激活离子是晶体的一个化学组分,因此激活离子浓度高,不致发生荧光猝灭星空体育官方网站。这类晶体的激光增益高,抽远阈值低。首要种类有五磷酸钕(NdP5O14)、四磷酸锂钕(NdLiP4O12)和硼酸铝钕(NdAl3(BO4)3)等。它们多用熔盐法发展,晶体尺寸小,可用于袖珍固体激光器。

  已研制成的再有多种拥有宽带荧光特征的可调和激光晶体,如末端声子跃迁的金绿宝石(Cr:BeAl2O4,波长0.701~0.815微米,室温事情)、掺镍氟化镁(Ni:MgF2,波长1.6~1.8微米,高温事情)、5d4f 跃迁的掺铈氟化钇锂(Ce:YLF,波长0.306~0.315微米,用准份子激光器鼓励,室温事情)和碱卤化物的色心激光晶体(不搀杂或搀杂的氯化钾、氟化锂等,波长0.8~3.9微米,大多在高温下事情)。