什么是固体激光器？( 三 ) _固体激光器原理是怎样的?

http://33tt.com/article/2004-12/414.htm
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全固态激光器与紫外激光区别固体紫外激光器
固体紫外激光器按泵浦方式分为氙灯泵浦紫外激光器、氪灯泵浦紫外激光器以及新型的激光二极管泵浦全固态激光器。固体紫外激光器光电转换效率一般较低，而LD全固态紫外激光器则具有效率高、重频高、性能可靠、体积小、光束质量较好及功率稳定等特点。
由于紫外光子能量大，难以通过外激励源激励产生一定高功率的连续紫外激光，故实现紫外连续波激光一般是应用晶体材料非线性效应变频方法产生。全固态紫外激光谱线产生的方法一般有两种，一是直接对红外全固体激光器进行腔内或腔外3倍频或4倍频来得到紫外激光谱线;二是先利用倍频技术得到二次谐波然后再利用和频技术得到紫外激光谱线。前一种方法有效非线性系数小，转换效率低，后一种方法由于利用的是二次非线性极化率，转换效率比前一种高很多。晶体倍频可实现连续紫外激光，其光束形状为高斯型，所以光斑呈圆形，能量从中心到边缘逐渐下降。由于波长短和光束质量限制，光束可以聚焦在10微毫米量级范围。
气体紫外激光器
气体激光器包括以脉冲方式工作的准分子激光器、以连续方式工作的离子激光器和氦-镉激光器以及金属蒸气紫外激光器。气体紫外激光器的波长依赖于所使用的气体混合物类型。
准分子激光器是一种脉冲激光器，产生的光束呈非矩形，光束截面强度大致均匀且光斑边缘陡，其输出可使用掩膜技术来产生不同几何形状的光斑，也可使用全息术来产生具体的光束能量图样。准分子激光的产生可分3个过程，即：激光气体的激励过程、准分子生成反应过程和准分子解离过程。其激励方式有电子束激励、放电激励、光激励、微波激励和质子束激励等。不同活性物质产生不同波长的准分子激光，一般为紫外、远紫外和真空紫外波段。准分子激光器是二氧化碳激光器和YAG激光器之后的新一代激光器。其所发出的紫外短脉冲激光具有波长短、光子能量高等优点。常用的准分子激光器有ArF、KrCl、KrF等。激光脉冲频率一般在10~100Hz，有些特殊用途的能够达到1000Hz，平均功率一般在10~100W，脉冲宽度一般在ns量级。
金属蒸气紫外激光器主要指铜蒸气紫外激光器，它产生波长为511nm和578nm的光，利用混频和倍频则可产生波长为255nm，271nm和289nm的紫外辐射。激光器光束分布服从高斯分布。
气体激光器应用中的突出问题是设备占地面积大、可靠性有限、寿命短、高能耗和高费用。而且，准分子激光光束质量差，掩膜损失大。离子激光器和氦-镉激光器存在光束方向稳定性差的缺点。
如何设计固体激光器？设计固体激光器，需要考虑以下6个方面：
【什么是固体激光器？】1.如何选择激光介质？（就是你做一台激光器选择怎样的介质，比如是Nd：YAG 还是Nd：YLF 或者是Nd：YVO4，如果你要求单脉冲能量高重复频率较低的话就选择Dd：YLF 为好，如果需要选择单脉冲能量高而重复频率低的话最好选择Nd：YVO4，当然Nd：YAG 虽然两者都能，但是他也有其局限性；同时也还要考虑现在这些介质实验室和产品分别能做到多大功率）；
2.泵浦结构如何选择？（泵浦结构主要包括端泵、侧泵、面泵、等等，那么选择这些结构的理由又分别是什么呢？考虑那些因素呢？）
3.冷却方式如何选择？（这个问题需要结合泵浦结构进行讨论，因为他限制了泵浦结构，是水冷还是风冷，是空气自然冷却还是用TEC 进行冷却或者用热管进行冷却，你见过那些冷却方式，最好能提供参考文献）
4.腔结构如何选择？（腔大体上分稳定腔和非稳定腔，那么选择何种腔结构的原因分别是什么呢？每一种腔结构又包括具体很多结构，比如稳定腔又包括很多中，比如共焦、共心、平凹等等，选择的理由又是什么呢？对腔设计还要考虑热透镜效用的补偿，那么如何进行热透镜补偿呢？）
5.如何进行选模？（模式的选择我们大体可以分为两类，一类是横模的选择，另一类是纵模的选择，那么选择横模就设计到如何方式光阑，光阑放置在什么位置，这两者又与腔结构和腔长有关系，因为选择横模是依靠不同的模式具有不同的衍射损耗而实现的；而单纵模的选择就包括插入布鲁斯特片、光栅、棱镜、双折射波片、标准具等方法；那么这些方法各有什么有缺点呢？我没如何来选取这些方法呢？）