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染料激光器的原理|分类|应用

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染料激光器是以某种有机染料溶解于一定溶剂(甲醇、乙醇、水等)中作为激活介质的激光器,输出激光的波长连续可调。染料激光器广泛应用于激光光谱学、激光光学、激光生物学、激光医学以及大气环境的光谱检测等领域。染料激光器可以从近红外、可见光,到近紫外的广泛范围内进行激光输出,因而在军事上也有相当的市场,可用于反干扰、保密的激光通讯等。

染料激光器
染料激光器的应用
染料激光器的应用

  染料激光器,是使用有机染料作为激光介质的激光,通常是一种液体溶液。相比气体的和固态的激光介质,染料激光器通常可以用于更广泛的波长范围内。由于有宽阔的带宽,使...[查看全部]

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染料激光器的原理|发展|作用
染料激光器的原理|发展|作用

  染料激光器是以某种有机染料溶解于一定溶剂(甲醇、乙醇、水等)中作为激活介质的激光器,适用作激光工作物质的有机染料是包含共轭双键的有机化合物。

染料激光器的原理

  染料激光器是一种以染料为工作物质,用激光器为泵浦源的激光器。染料激光器输出激光的波长连续可调。因而人们可以得到所需要波长的激光。染料激光器具有高的输出功率和波长连续可调的特点,故此种激光器应用范围较广。目前使用不同的染料和泵浦源产生的激光波长已可覆盖(3200~12850)×10^-10米的区间。连续染料激光的线宽已可压缩到1千赫以下。而脉冲染料激光的脉冲时间已可压缩到8×10^-15秒。用于染料激光器的染料是有机大分子,分子量一般在几百。

  染料激光器按泵浦的方式可分为脉冲和连续运转两类。对于脉冲染料激光的形成过程为:未被泵浦的染料分子处于S0(v=0)能级。在泵浦光作用下,跃迁到S1(v=1,2,…)而后又很快通过振转能级间弛豫而到达S1(v=0)能级。因而被激发的分子都聚集在S1(v=0)能级上。同时S0(v>0)上的分子由于同样的过程而聚集在S0(v=0)能级上,而S0(v>0)的各能级则是空的。这样,就在S1(v=0)和S0(v>0)各能级间形成粒子数反转,提供了高增益。这就使S1(v=0)和S0(v>0)间的光跃迁可能形成激光振荡。在激光腔中加入色散元件就可选择激光波长,实现激光波长连续可调。由于S1有相当的宽度,所以激发谱很宽。当用激光来激发时,一种固定波长的激光也可用以激发多种染料。但是,染料激光器输出的激光波长一定比做为光泵的激光器的波长更长。

染料激光器的发展

  染料激光器Z吸引人的特性是它的激光波长在很宽的范围内连续可调。用有机化合物做激活介质的想法差不多是与diyi台激光器产生同时开始的。然而,直到1966年美国BIM公司Soroikn等人才diyi次从有机化合物中获得受激发射。他们用巨脉冲

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染料激光器的分类
染料激光器的分类

  染料激光器就是以有机染料为工作物质的激光器,根据工作物质状态的不同,染料激光器可分为液体染料激光器、固体染料激光器和气体染料激光器。染料激光器还可按抽运方式的不同分为脉冲染料激光器和连续染料激光器。

液体染料激光器

  染料激光器从一开始发展就是以液体染料激光器的形式出现的,所以液体染料激光器的发展起步早,相对来说发展的也比较成熟,这也使其很难有所突破,近些年发展速度比较缓慢。

  液体染料激光器的优缺点:

  液体染料激光器具备诸多优点:波长在很宽的光谱范围内可调,能够产生超短脉冲激光;光束发散角小;谱线带宽窄;某两种染料混合可以输出新的波长;激活离子密度大,增益系数高,可得到较高的输出功率;尤其是材料丰富、价格低廉。

  随着固体激光器的产生和发展,液体染料激光器的许多缺点开始暴露出来。液体染料激光器中,染料溶液的搬运和存贮都比较困难,有些激光染料还很难溶于基体溶液,而基体溶液要求必须能通过染料池循环流动。在实际应用中,操作者要经常地存贮和清除大量的染料溶液,于是不可避免地发生染料溶液外溢的情况,然而大多数有机染料是易燃、易爆、有毒或致癌的;还有就是染料溶液的连续循环使得染料池循环系统的结构相当复杂,体积十分庞大。液体染料激光器暴露出的诸多缺点促进固体染料激光器的产生,当然染料激光器中,现在真正得到Z普遍、Z广泛应用的还是液体染料激光器;尤其是染料盒的出现更加有利于其发展。

  液体染料激光器的分类:

  液体染料激光器分为两类:脉冲类和连续类。

  1、脉冲类

  ①抽运源

  脉冲染料激光器一般采用的抽运源有脉冲激光器和闪光灯两类,为了克服三重态“陷阱”作用,脉冲液体染料激光器多采用激光抽运,如:N2激光器(337nm)。

  ②抽运方式

  一般有两种:横向抽运和纵向抽运。横向抽运是指抽运激光束方向垂直于染料激光器谐振腔光轴方向。纵向抽运是指抽运激光束方向平行于染料激光器谐振腔光轴方

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染料激光器的故障分析
染料激光器的故障分析

  染料激光器是以某种有机染料溶解于一定溶剂(甲醇、乙醇、水等)中作为激活介质的激光器,输出激光的波长连续可调。染料激光器广泛应用于激光光谱学、激光光学、激光生物学、激光医学以及大气环境的光谱检测等领域。

染料激光器不工作

  首先检查染料激光器面板上的红色断路器开关是否被按下,其次检查钥匙开关是否损坏,然后检查PCB面板是否有直流输入电压。通过释放断路器开关、维修钥匙开关或PCB面板供电模块来排除故障。

染料激光器自检时报错

  首先确保染料激光器停止工作,接下来拆卸传导光纤柬及激光于柄,检查传导光纤束的两个端面表面是否光滑平整,有无缺口、破损、烧灼斑等影响传输的情况存在。然后检查激光手柄,用无水酒精擦拭激光手柄前端的保护镜片,观察镜片上是否残留有污物,镜片本身是否有破损或烧灼斑。如果传导光纤束或激光手柄存在严重的破损或烧灼斑,则需更换。

  再接着检查分光器,由于分光器将激光出射端的光束分为两路,一路为输出光路,一路为检测光路,因此分光器的状况影响到染料激光器自检。检查时仔细查看分光器是否被强激光击碎,若有破损则需要更换。此外还要检查位于分光器侧边出射端口的光功率探测器的工作状况,一般而言光功率探测器极少损坏,故障多为探测器电路接口接触不良。

染料激光器激光输出能量低

  进入机器维修模式,查看染料的使用时间和染料激光器的脉冲次数。染料激光器一般使用十个月后能量就开始衰减,一年左右就要更换染料。若染料激光器使用频率高,脉冲次数超过设计指标(一般为六千到八千次),虽然使用未满一年,仍需要更换染料。

  若染料的使用时间未满一年,且脉冲次数未超过设计指标,则需要拆卸染料激光器的光学谐振腔进行清洁。拆开后检查谐振腔里的光学元件,查看全反射镜和半反射镜是否存在金属镀膜层脱膜或膜层击穿等情况,检查染料管、水套是否光滑透亮,上面有无污物或麻点,检查陶竖反射腔的情况,并清洁陶瓷腔。水套、陶瓷反射腔可

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染料激光器的应用
染料激光器的应用

  染料激光器,是使用有机染料作为激光介质的激光,通常是一种液体溶液。相比气体的和固态的激光介质,染料激光器通常可以用于更广泛的波长范围内。由于有宽阔的带宽,使得它们特别适合于可调谐激光器和脉冲激光器。

染料激光器的医学应用

  1983年,选择性光热效应理论的提出使激光在医学中的应用活跃起来,而脉冲染料激光器恰恰又是选择性光动力学原理的实践者。可以说染料激光器的优势在医学方面得到了Zda范围的发挥,尤其是液体染料激光器已被广泛应用。

  利用脉冲染料激光器的波长选择能力制成的组织光学ZL仪器使得医生们能够更精确地、更具有选择性地ZL组织病变。通过选择激光参数,如波长、脉冲宽度、能量等,医生们能够选择性地ZL发生病变的组织,而不波及周围正常的组织。染料激光器用于眼科ZL比用其他激光器结构简单、体积小、使用方便,其波长又连续可调,使其可能把激光输出波长调至适合于眼科ZL范围。同时它能在Z有效的生物光谱灵敏区内对生物样品进行分析和观察,在临床诊断和ZL中发挥作用。染料激光器还广泛作为临床ZL深部恶性肿瘤的光动力ZL中的有效光源。

  现在能够发射近红外荧光的染料激光器引起了科研工作者足够的重视,因为它们能够用于对生物体的DNA的排序和映像,其价值不可估量。目前的商用仪器大多数都是液体染料激光器,如:利用液体染料ZL皮肤血管性疾病,具有无痛苦、不损伤表皮、不留疤痕、LX显著等优点。而固体染料激光器具有更容易变换波长以及潜在的低价格等优点,很有发展前景,必定会导致染料激光YL仪器的重大突破。

染料激光器的军事应用

  世界上首台激光器问世时,有远见的各主要大国军政便立即注意到它所孕育着的巨大军事应用潜力。经过40多年的发展,在现代军事和新型武器系统中,激光高能辐射武器,激光制导武器,激光侦察、探测、跟踪设备已经有了相当重要的地位。染料激光器作为激光器家族的重要一员,又具有其独特的优势,如染料激

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