液體激光器

液體激光器的由來(lái)

　　液體激光器與大多數(shù)固體和氣體激光器經(jīng)長(zhǎng)期努力而后發(fā)明形成對(duì)照的是，這種激光器的發(fā)明頗具偶然性。1962年，休斯公司實(shí)驗(yàn)室研究人員伍德布利（Woodbury）等用液態(tài)硝基苯染料盒對(duì)紅寶石激光器進(jìn)行調(diào)Q實(shí)驗(yàn)時(shí)，首次觀察到染料盒引起激光波長(zhǎng)漂移的現(xiàn)象。4年以后，美國(guó)國(guó)際通用機(jī)器公司（IBM）的科學(xué)家皮特·索羅金（Peter Solokin）和約翰·蘭卡德（John Lankard）發(fā)現(xiàn)了有機(jī)染料溶液產(chǎn)生激光的關(guān)鍵機(jī)制，染料激光器作為最主要的液體激光器，從此得到迅速發(fā)展。

　　液體激光器其工作波長(zhǎng)可以調(diào)諧，這是它最主要的特點(diǎn)之一。一種染料典型的調(diào)諧范圍為30～70納米，目前發(fā)現(xiàn)可資利用的染料已達(dá)200種以上，相繼更換染料可以得到由近紫外到近紅外的可調(diào)諧激光輸出。染料激光器既可以脈沖方式工作，也可以連續(xù)和鎖模方式工作。連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的器件已獲得2瓦的功率輸出和線寬在1000赫以下的極窄譜線。鎖模工作時(shí)，在腔內(nèi)有色散光柵的情況下，已經(jīng)得到脈寬只有6飛秒的輸出，這是目前最窄的脈沖。

　　液體激光器主要應(yīng)用于要求窄帶可調(diào)諧或超快光脈沖的場(chǎng)合，如同位素分離光譜學(xué)、半導(dǎo)體及其他固體材料激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)特性的研究等；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，則通過(guò)選擇吸收用來(lái)治療惡性腫瘤。

　　從激光介質(zhì)分類來(lái)看，液體激光器研究主要沿著兩個(gè)方向。一個(gè)是有機(jī)染料激光器，另一個(gè)則是摻稀土金屬離子的無(wú)機(jī)液體激光器。

　　有機(jī)染料激光器發(fā)展至今已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)展，上百種染料分子被應(yīng)用為激光介質(zhì)，染料激光介質(zhì)的熒光光譜非常寬，使得人們可以在一種激光介質(zhì)中相當(dāng)寬的光譜范圍內(nèi)獲得受激輻射作用，擺脫原子能級(jí)對(duì)波長(zhǎng)選擇的束縛。在提高功率輸出方面，有機(jī)染料激光器也取得了一定的成果。

　　摻釹離子無(wú)機(jī)液體激光材料是液體激光材料研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)，有機(jī)溶液體系中，由于C-H鍵等化學(xué)鍵的振動(dòng)能量非常接近釹離子受激輻射光子能量，兩者之間的相互作用，大大降低了激光上能級(jí)粒子數(shù)得累計(jì)，因此摻釹離子的有機(jī)溶液體系難以產(chǎn)生激光。國(guó)內(nèi)工程物理研究院的徐正等采用激光二極管抽運(yùn)Nd3+-POCl3-ZrCl4體系，開(kāi)展了橫向抽運(yùn)液體激光的出光實(shí)驗(yàn)，輸出的最大單脈沖能量達(dá)到46.8mJ，光光轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了14%。

提問(wèn)者：腦洞大賽16 地點(diǎn)：- 瀏覽次數(shù)：7769 提問(wèn)時(shí)間：02-09 15:33

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