基于半导体泵浦激光器的光学二倍频研究目的和意义

半导体泵浦532nm 绿光激光器由于具有波长短，光子能量高，体积小，效率高，可靠性高，寿命长，在水中传输距离远和对人眼敏感等优点，近几年在光谱技术，激光医学，信息存储，彩色打印，水下通讯等领域展示出极为重要的作用，从而成为各国研究的热点。 半导体泵浦532nm 绿光激光器适用于大学近代物理教学中的非线性光学实验。本实验以808nm 半导体激光泵浦Nd 3+: YVO 4激光器为研究对象，在激光腔内插入倍频晶体KTP ，产生532nm 倍频光，观察倍频现象、测量倍频效率、相位匹配角等基本参数。

一、实验目的

1、 掌握光路调整基本方法，观察横模，测量输出红外光与泵浦能量的关系，斜效率和阈值；

2、 测量半导体激光器注入电流和功率输出的变化关系，了解激光原理及倍频等激光技术。

二、实验原理

光与物质的相互作用可以归结为光与原子的相互作用。爱因斯坦从辐射与原子的相互作用的量子论观点出发提出：在平衡条件下，这种相互作用过程有三种，也就是受激吸收，受激辐射和自发辐射。

假定一个原子，其基态能量为E 1，第一激发态的能量为E 2，如图1所示。如果原子开始处于基态，在没有外界光子入射时，原子的能级状态将保持不变。如果有一个能量为2121hv E E =-的光子入射，则原子就会吸收这个光子而跃迁到第一激发态。原子的跃迁必须符合跃迁选择定则，也就是入射光子的能量21hv 等原子的能级间隔21E E -时才能被吸收（为叙述的简单起见，这里假定自发辐射是单色的）。

激发态的寿命很短，在不受外界影响时，它们会自发地返回到基态并发射出光子。自发辐射与外界作用无关，由于原子的辐射都是自发地，独立地进行的，所以不同原子发射的光子的发射方向和初相位都是随机的，各不相同的，如图2所示。

如果有一个能量为2121hv E E =-的光子入射，则原子就会在这个光子的激励下产生新的光子，即引起受激辐射，如图3所示，受激辐射发射的光子与外来光子的频率、发射方向、偏振态和初相位完全相同。激光就是受激辐射过程产生的。

用个倍频片 倍频后就可以转换成可见光波长范围内 就可以看见了 The 1.06μm Laser Frequency Up-conversion Card），又名：调光片（The Laser Alignment Card），倍频片（The Double-frequency Card），光学转换片（The Photics Conversion Card），红外激光探测板、红外激光检测板（The IR Sensor Card），红外光镭射显示幕（The IR Viewing Screen），The Thermal Card，The Nd－yag Alignment Card，因习惯而叫法有些不同；专供中心波长（λ0）为1.06微米（1064nm）的激光束、激光器的检测、调整、显示使用；例如连续工作或脉冲方式工作下的灯泵浦YAG激光器、半导体泵浦YAG激光器、钕玻璃激光器、光纤激光器等；能够定性地显示出激光束光功率的大小、光模式的阶次、光斑的大小、出射光的方向；或者通俗地说，在用上述激光器时，可用来看光的。

该转换片适用于激光加工业，如激光标记、激光焊接等，军事国防，如激光测距、激光瞄准等行业，可以广泛地应用于科研教学、医疗设备等相关领域。

产品型号/序号：LT-DP-50W

备注：

技术参数

最大激光功率：50W、100W、150W

激光波长:1064nm

打标范围:100×100mm、160×160mm 、200x200mm  可选

打标深度:≤0.5mm

打标速度:≤7000mm/s

最小线宽:﹥0.01mm

最小字符:﹥0.2mm

定位精度:±0.005mm

平均功耗:≤2.8kw

电源：AC220V  20A  50HZ

光路系统尺寸:110X92X117CM

冷却系统尺寸：53X43X77CM

激光打标是利用高能量密度激光束对工件表面进行局部照射，使表层材料迅速气化或发生颜色变化，从而露出深层物质，或者导致表层物质的化学物理变化而刻画出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质，显出所需刻蚀的图形、文字。固体激光器主要激光产生介质为YAG和YVO4宝石晶体，宝石晶体通过吸收泵浦光源的普通电源光，发生电光转换通过光学谐振腔谐振，从而产生波长为1064nm红外激光、532nm绿激光、355nm紫外激光；所称为固体激光打标机。

半导体泵浦（固体）激光打标机采用目前最先进的半导体泵浦激光技术，电光转换效率高、峰值功率高、体积小、低消耗，代表着未来激光设备发展方向。

半导体泵浦（固体）激光打标机，保证了极高的打标精度和速度，性能极其定，能够长时间连续工作。较之传统的灯泵浦YAG打标机可适应的工作材料更加广泛，也更容易与各种生产线配接，实现在线打标。

半导体泵浦（固体）激光打标机能够在金属及多种非金属材料上高速雕刻出精美的文字图案，广泛应用于条形码、二维码、图形、文字、编码、批号、序列号、日期等打标工作，涉及行业如五金工具、餐具、刀具、锁具、电器、眼镜、打火机、纽扣、金银首饰、陶瓷、橡胶、电子产品、卫生洁具、通讯产品、汽车配件等。

可雕刻金属及多种非金属材料。适合应用于一些要求精细、精度高的场合。应用于汽车配件、塑胶按键、建材、PVC管材、电子元器件、五金制品、工具配件、集成电路（IC）、电工电器、手机通讯、精密器械、眼镜钟表、首饰饰品、医疗器械等行业。 普通金属及合金（铁、铜、铝、镁、锌等所有金属），稀有金属及合金（金、银、钛），金属氧化物，特殊表面处理（磷化、铝阳极化、电镀表面），ABS料（电器用品外壳，日用品），环氧树脂（电子元件的封装、绝缘层），油墨（透光按键、印刷制品）。

资料由广州市镭拓光电有限公司提供

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