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单频激光器原理及其应用

发布时间:2021-04-12 11:26:44 浏览量:830 作者:Miles

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常见的激光器按照工作物质的不同可以分为准分子激光器,气体激光器,固体激光器,半导体激光器,染料激光器,自由电子激光器和

光纤激光器这几种。


单频激光器(single-frequency laser)它的特点是输出的激光模式既满足单横模又满足单纵模,其谐振器内只有单一纵模进行震荡,并

且输出激光器光斑的能量分布呈高斯分布,除了激光器激光本身具有极好的单色性和方向性之外,单频激光器拥有普通激光器难以达到

的相干长度和超窄的谱线宽度的特点。从光子的观点来看,腔的模式也就是腔内可以区分的光子状态,同一模式内的光子具有完全相同

的状态,腔内电磁场的空间分布可分解为沿传播方向(腔轴线方向)的分布和在垂直于传播方向的横截面内的分布。其中,腔模沿腔轴线

方向的稳定场分布称为谐振腔的纵模,而在垂直于腔轴的横截面内的稳定场分布称为谐振腔的横模。


常见的动态单纵模激光器有:①短腔激光器,通过缩短腔长加大纵模间隔来实现单纵模工作的。常规结构和工艺的短腔极限在50μm左

右,此时尚难避免多纵模出现。腔长为数微米量级的竖直腔面发射激光器则是短腔的重大突破,已可做到毫安级阈值电流并能动态单纵

模工作。②复合腔激光器,通过外腔、腐蚀腔或解理耦合腔实现纵模选择。③具有光栅反馈的激光器,它是通过腔内的周期性折射率

变化来实现光反馈的。当光栅置于有源区内时,称为分布反馈(DFB)半导体激光器;当光栅置于有源区外时,称为布拉格反射

(DBR)半导体激光器。


常见的单纵模的选频方法主要有这几种方式. 1.短腔长法,缩短谐振腔长使纵模间隔大于增益曲线。2.色散腔法,在谐振腔内加入棱镜

或光栅构成色散腔,使只有某一特定频率的纵模能够振荡。3.标准具法,在谐振腔内插入一参数合适的标准具,使只有单一纵模能通过

标准具振荡。3.标准具法,在谐振腔内插入一参数合适的标准具,使只有单一纵模能通过标准具振荡。单横模的实现方法主要是采取适

当的方法抑制高阶横模,保证谐振器内只有基模能够形成震荡,保证单模输出。



单频激光器最早出现于上世纪80-90年代,随着现在技术的发展商用的单频激光器的越来越成熟,由于单频激光器有着众多的优点所以

激光雷达,激光测距,激光遥感,全息成像,光谱学,通信技术等领域有着众多的应用。


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