四红宝石激光器 1.工作原理 基质：Al203 激活粒子：Cr3+离子 非辐射 调Q红宝石激光器： 2E 0mm0 亚稳态 E 输出功率10MW~50MW; nm 脉宽10ns~20ns 0∞ 964 锁模红宝石激光器： 受激辐射 输出功率10W;脉宽10ps 4A2 基态 红宝石中Cr3+的能级图 21
21 红宝石中Cr3+的能级图 调Q红宝石激光器： 输出功率10MW~50 MW； 脉宽10ns~20ns 锁模红宝石激光器： 输出功率109W；脉宽10ps 360-450nm 非辐射 受激辐射 基态 亚稳态 4A2 2E 4F1 4F2 510-600nm 964.3nm 2A E 1. 工作原理 基质：Al2O3 激活粒子：Cr3+离子 四 红宝石激光器
四红宝石激光器 2.输出特性 (1)时间特性 激光脉冲由很多无规则的尖峰脉冲组成， 各尖峰脉冲的时间间隔约为几微秒 (2)光谱特性 谱线宽度0.01nm0.1nm (3)空间特性 平行平面镜腔基模光束的发散角的理论值： 1.22λ 20=2× d 22
22 2. 输出特性 四 红宝石激光器 (1) 时间特性 激光脉冲由很多无规则的尖峰脉冲组成， 各尖峰脉冲的时间间隔约为几微秒 （2）光谱特性 谱线宽度0.01nm~0.1nm （3）空间特性 平行平面镜腔基模光束的发散角的理论值： d λ θ 22.1 22 ×=
四红宝石激光器 2.输出特性 (4)偏振特性 晶体棒轴方向与光轴方向 平行：输出激光无偏振特性 红宝石棒 夹角为60或90°：输出线偏振光 全反射镜 半反半透镜 900 23
23 2. 输出特性 （4）偏振特性 四 红宝石激光器 全反射镜 半反半透镜 红宝石棒 晶体棒轴方向与光轴方向 平行：输出激光无偏振特性 夹角为600或900：输出线偏振光 900
五掺钕钇铝石榴石(Nd3+:YAG)激光器 4f1/2 跃迁概率小，抑 4F5/2 非辐射 制1064nm激光 亚稳态 时才可产生 AF 3/2 受激辐射 1111m 4115/2 40 跃迁概率大，YAG 激光器发射波长 复 11/2 4192 基态 室温下难以产生 Nd:YAG中Nd3+的能级图 24
24 Nd：YAG中Nd3+的能级图 750 nm 非辐射 受激辐射 基态 亚稳态 4I9/2 4F3/2 4F5/2 810 nm 4F7/2 1064 nm 950 nm 1319 nm 室温下难以产生 跃迁概率大，YAG 激光器发射波长 跃迁概率小，抑 制1064nm激光 时才可产生 4I11/2 4I15/2 五 掺钕钇铝石榴石（Nd3+：YAG）激光器 870 nm
五掺钕钇铝石榴石(Nd3+:YAG)激光器 红宝石、Nd3+:YAG和钕玻璃激光器性能参数比较 参数 单位 红宝石 Nd:YAG 钕玻璃 激光波长 um 6.943 10.641 10.623 光子能量 J 2.86X1019 1.86×10-19 1.86×10-19 受激发射截面 cm-2 2.5×10-20 88X10-20 3.03×10-20 自发辐射寿命 us 3000 240 300 摻杂浓度 cm-3 1.58×1019 1.38×1020 2.83×1020 荧光线宽 um 5.5 4.0 260 GHz 330 120 7500 25
25 五 掺钕钇铝石榴石（Nd3+：YAG）激光器 红宝石、Nd3+：YAG和钕玻璃激光器性能参数比较 参数 单位 红宝石 Nd：YAG 钕玻璃 激光波长 um 6.943 10.641 10.623 光子能量 J 2.86 ×10-19 1.86 ×10-19 1.86 ×10-19 受激发射截面 cm-2 2.5 ×10-20 88 ×10-20 3.03 ×10-20 自发辐射寿命 us 3000 240 300 掺杂浓度 cm-3 1. 58 ×1019 1.38 ×1020 2.83 ×1020 荧光线宽 um 5.5 4.0 260 GHz 330 120 7500