激光器件有哪些应用 激光器件优点介绍【图文】

       激光器件，激光器件是什么意思？

       激光器件的起源和发展

       光纤通信所需的光源应为高速调制的光源，以输送大容量信息。如激光器和发光管。所谓的调制是根据要传输的信息来改变光的强度，以承载信息。

       1960年迈曼(Maimen)发明红宝石激光器。(Laser)与普通光不同的是，激光的光频非常简单，具有线谱线，光学被称为相关光，较适合光纤通信的光源。而普通光的光频非常凌乱，它包含了许多波长。而普通光的光频非常凌乱，它包含了许多波长。相关光的特点是光能集中，发散角很小，类似于平行光。红宝石激光发明后，各种激光相继诞生： 气体激光，如氦霓虹激光；固体激光，如YAG铱铝石榴石激光器；化学激光器；染料激光器等。半导体激光器较适合光纤通信光源，体积小，效率高，波长适合光纤低损失窗口。

       然而，半导体激光器的制造过程非常复杂，需要将5层混合的半导体延伸到较高纯度无缺陷的衬底材料上，然后将微米尺寸的光波导体与光纤相比更加困难。20世纪70年代末，室温连续工作寿命长的半导体激光器终于制造出来了。1976年，世界上**条实用的光纤通信线路建立在亚特兰大至华盛顿。半导体激光器尚未通过，光源采用半导体发光管。20世纪80年代初，单模光纤和激光器已经成熟，光纤通信大容量的优势逐渐发挥。

       半导体激光发出的光谱非常纯，能量集中，光束非常薄，可以有效地射击直径仅为8微米的单模光纤。今天的高速光纤通信系统部门使用半导体激光作为光源。

       半导体激光发光的原理

       较简单的半导体激光器结构如图1所示。它由5层半导体构成，中间的有源层掺有活性物质。在两电极上注入电流后，使有源层里活性物质的原子中的电子由低能态激发到高能态。这些高能态的电子从高能态还原为低能态时会发出光，这称为自发辐射。自发辐射的光并不很纯，即它包含的谱线较宽。如果自发辐射的光很强，这些光在半导体两镜面内来回反射。在此过程中.对于相位一致的光能，能量叠加越来越大；对于相位不一致的光能，能量相互削弱，越来越小。当它振荡时，能量会根据半导体两个镜面组成的腔转化为特定波长的光能。激光是由所谓的激光辐射引起的。半导体镜面光滑半透明，激光可从镜面输出。限制层的作用是将光能集中在有源层中，以提高效率。半导体激光器发出的激光波长主要取决于半导体材料与镜面之间的距离。

       应用激光器

       激光器光纤通信、光纤传感、工业加工、医疗、军事等领域的应用越来越广泛，性能优异，价格低廉。

       激光提供的1.30微米和1.55微米波段的激光是通信的两个低损耗窗口。激光不仅能产生连续的激光输出，还能实现ps-fs在产生**短光脉冲时DWDM该系统具有巨大的潜在应用。激光使通信系统具有更高的传输速度和更远的传输距离，起着**的作用。

       在传感方面，激光器用于相位型、波长型、光强型和偏振型光纤传感。温度和压力可在石油或天然气井中测量；道路、桥梁和外壳中的应变；飞行健康监测；光纤水听器和电流传感器。

       在工业方面，激光器在金属和非金属材料的加工和处理、激光雕刻、激光产品标记、激光焊接、焊缝清洗、精密冲孔和激光图形艺术成像方面取得了巨大的成就。

       在医疗方面，激光因其体积小、光纤柔软性好、光束质量好、无冷却系统而得到了广泛的应用。光纤激光可缩短组织脱落和光凝结的手术时间：同时大大提高角膜成形、近视、远视等眼科疾病的缓解成功率。它在整形手术、**切除术、癌症**和皮肤病方面也发挥着重要作用。

       在军事方面，高功率激光器以其亮度高、照射面积小、体积小而受到青睐。此外，它在定位、测距、遥感、跟踪制导、激光雷达系统传感技术和空间技术等方面具有重要意义。

       激光器的特点

       近年来，光纤激光器备受关注，成为研究的焦点。这是因为它具有其他激光器无法比拟的优点，主要体现在：

       (1) 光束质量好，单色、方向、稳定性好；

       （2） 光纤不仅是激光增益介质，也是光的导波介质。因此，泵浦光的祸合效率相当高，纤芯直径小，纤维内容易形成高功率密度。此外，光纤激光器可以方便地延长增益长度，从而充分吸收泵浦光，使总光转换效率**过60。%;

       (3) 基质材料是Si02.温度稳定性较佳；光纤圆柱形结构表面积/体积比高，散热快，环境温度允许-20- 7000C，其工作物质的热负荷相当小，不需要冷却系统，能产生高亮度和高峰功率，达到140mw/cm2;

       (4) 体积小，结构简单，工作材料为柔性介质，设计小巧灵活，使用方便，系统集成方便，性价比高；

       （5） 作为一种混合光纤的激光介质，混合稀土离子具有非常丰富的能级结构，涵盖了从紫外线到红外的宽波段，可以实现许多激光振荡的能级。个非常宽的光谱范围内（455-3500nm)设计操作，加上玻璃光纤荧光谱相当宽，插入适当的波长选择器可以得到可调光纤激光器，调谐范围为80nm;

       (6) 硅光纤的工艺现在已经非常成熟，可以生产出高精度、低损耗的光纤，大大降低了激光器的成本。

       (7) 与常规传输光纤在材料和几何尺寸上具有自然的通融性和兼容性，因此易于进行光纤集成，祸合损耗低，使用方便。

       (8) 可在高冲击、高振动、高温等恶劣环境条件下工作。