Q755紫翠宝石激光

Q755紫翠宝石激光治疗仪

Q755紫翠宝石激光治疗仪（又称755色素激光机），是由国际领先的激光医学设备公司—美国赛诺秀公司制造的、专业治疗各种色斑皮肤病的激光设备，该设备已在我国多家大型医院激光治疗科得到广泛临床应用。并以其良好的治疗效果，被权威专家及皮肤科、激光美容科医生赞誉为“色素病变的最佳治疗选择”、“色素病变终结者”。Q755紫翠宝石激光治疗仪，可治疗各种良性色素病变，如日晒斑、后天性真皮黑色素细胞增生症、太田痣、伊藤痣和普通雀斑等。

1，Q755紫翠宝石激光治疗仪的工作原理及优势

所有的激光在理论上都是由三部分组成：介质（使光变为激光的一种物质如红宝石，绿宝石等等）、波长、脉宽。紫翠宝石激光是以绿宝石为介质，能发出波长为755纳米，脉宽在40~100ns之间的皮肤色素激光机。它通过“选择性”光学原理，穿透表皮，瞬间作用于真皮的病变皮肤色素，将其击碎，再将色素通过人体的代谢细胞排除体外。

2，Q755紫翠宝石激光治疗仪的治疗范围

1、太田痣、褐青色痣、雀斑、老年斑、咖啡斑、雀斑样痣、红血丝等各种皮肤色斑；

2、可用于黑色、蓝色、褐色甚至是其他激光无法处理的绿色纹身；

3、眼角鱼尾纹、面部细微松弛等光老化皮肤问题。

4、辅助吸脂。

3，Q755紫翠宝石激光治疗仪的独特优势

1）、最适宜的波长。最经典的755nm波长的黑色素最佳的吸收波长，因此它对于毛发祛除和色素损伤治疗有卓越的疗效。

2）、个性化的治疗。激光参数和设置均可调，方便根据客户的不同的皮肤和毛发类型而提供量身定做的治疗，以达到最佳疗效。

3）、理想的治疗深度。独有的大光板、高能量，确保激光有较深的穿透深度，从而使治疗更快更有效。

4，Q755紫翠宝石激光治疗仪的优点

1）、安全、副作用小（皮损小）；2）、疗效显著；3）、光纤传导，光斑密度均匀；4）、技术先进，故障率低；5）、适用于亚洲黄色人种；6）、高效、稳定的高能量、Q-开关Alexandrite激光器；7）、灵活可变的激光输出系统，操作简单；8）、毫微秒技术，使得光破坏色素作用。

Ti宝石激光晶体

Ti宝石激光晶体 钛宝石（Ti：sapphire，Ti3＋：Al2O3）是当今最优秀的可调谐激光晶体，调谐带宽：660nm~1100nm，吸收带位于400~600nm，峰值吸收在490nm附近。表征晶体质量除按光学晶体要求外，一个重要的指标是晶体的品质因素（figure of merit, 简称FOM）。FOM定义为：FOM=α490∏/α800∏，α490∏、α800∏分别表示晶体在490nm和800nm对∏偏振光的吸收系数。Ti:sapphire激光跃迁的上能级寿命3us。掺钛宝石晶体的荧光光谱宽，发射截面大，导热性好，硬度高，物化性能稳定，被公认是最好的可调谐激光晶体掺钛蓝宝石激光器是迄今为止输出光谱在近红外波段调谐范围最宽的固体激光器之一,若辅之以非线性光学频率变换技术,制成准相位匹配光学参量振荡器,通过调整相关参数,可以得到高输出 功率、高效率、可调谐波长范围大、寿命长、结构紧凑而体积小的红外可调谐光源,满足光通讯、红外对抗、环境监测、及光谱学研究等 诸多领域的应用需求。在基质晶体中掺入三价钛离子而形成的输出激光可调谐激光晶体。六方晶系。熔点2050℃。空间群D 6d-R3C，硬度9，仅 3 次于金刚石。晶体具有宽的吸收带(400～600nm)、宽的发射带(650～1200nm)和大的发射截面(3×10-19cm2)，荧光寿命3.2μs。采用焰熔法、提拉法、 区熔法、热交换法等方法制备。军事上用于遥感、雷达，工业上用于激光加工等。 这是一种以ti:al2o3晶体为激光介质的固体激光器(简称ti:s激光器)。它以调谐范围宽(670nm～1200nm)、输出功率(或能量)大、转换效率高、运转方式多等诸多优异特性而倍受青睐，成为固体可调谐激光器中迄今为止发展最为迅速、最为成熟、最为实用，而且应用也最为广泛的一种。 a，连续运转钛宝石激光器纯连续运转钛宝石激光器最先是通过氩离子激光器泵浦实现的。其后使用铜蒸汽激光器、yag激光器等泵浦均获得连续激光输出。功率可达几十瓦，转换效率最高可达40%，波长可调谐范围为700nm～900nm。此外，利用上述几种激光器还获得khz量级的准连续激光输出。例如，在我国利用绿光泵浦获得5w以上的准连续激光输出，转换效率为30%以上。 b，脉冲运转钛宝石激光器这方面的研究工作很多，早期，泵浦源一般为闪光灯、闪光灯泵浦的染料激光器、调q倍频nd:yag或nd:ylf激光器等。获得的激光脉冲宽度在几十ns量级。由于钛宝石晶体具有极宽的增益轮廓，因此，通过锁模运转获得极窄的超短光脉冲已成为广泛关注的研究热点。主动锁模获得超短脉冲，其脉宽可达到近100fs，如使用棱镜式声光调制器，既做锁模器又是调谐器，可产生近100nm调谐范围的超短光脉冲。在被动锁模中，多采用ddi 与hitci染料做可饱和吸收体，已得到50fs～100fs脉宽的实验结果。此外，还研究和实现了同步泵浦锁模和碰撞脉冲锁模钛宝石激光器，均获得脉宽为几十 fs的输出。同一时期，还分别发展和实现了加成脉冲锁模、耦合腔谐振被动锁模、线性外腔锁模以及微粒镜锁模等。 引人注目的工作是，1991年spence首次报道了自锁模运转的钛宝石激光器。这种激光器是在连续钛宝石激光谐振腔中只加一对或二对色散棱镜，而不需要任何主被动锁模器件，即可实现锁模运转，获得fs量级的超短光脉冲。由于这种自锁模激光器结构简单、造价低廉，因此它一经实现，就迅速在世界范围形成热点。研究最多、最深入的是钛宝石自锁模激光器的自启动问题。提出了诸如声光调制器再生启动、可饱和吸收体启动、量子阱反射器耦合腔启动、振镜外腔及振动镜谐振腔启动方法等，这些方法能够有效地启动并维持钛宝石激光器的自锁模运转，使其向实用化发展。

连续单频可调谐钛宝石激光器及其强度噪声特性的研究

连续单频可调谐钛宝石激光器及其强度噪声特性的研究 【摘要】：紧凑稳定高效的全固态连续单频可调谐钛宝石激光器,以其较宽的输出光谱、较高的输出功率、较低的强度噪声等优点,可广泛应用于高灵敏度的干涉仪、高分辨率激光光谱、引力波探测、量子通讯、原子冷却等领域。一方面,我们可以通过对钛宝石晶体本身特性进行分析,设计并优化光学谐振腔,以及在谐振腔内插入激光器必须的光学元件等手段,获得高效稳定的连续单频可调谐钛宝石激光器。另一方面,随着科学技术的发展,人们对激光器的强度噪声更加关注,因为激光器强度噪声的存在对许多实验结果产生不利的影响,进而阻碍了钛宝石激光器在科研领域中的应用。因此,提高全固态连续单频可调谐钛宝石激光器的相关指标和降低钛宝石激光器的强度噪声就成为了发展全固态连续单频可调谐钛宝石激光器的主要内容。为此,我们主要从设计和优化激光器谐振腔,降低激光器强度噪声等方面对全固态连续单频可调谐钛宝石激光器进行了研究,其主要工作如下：1.通过对具有宽带吸收光谱和宽带发射光谱的增益介质钛宝石晶体的分析,设计了消除像散的四镜环行谐振腔。利用传输矩阵,分析了四镜环行谐振腔的稳区和腰斑的变化特性,合理选择谐振腔参数,使激光器工作在最佳状态。在谐振腔内插入了由外加磁场的TGG晶体和消色差半波片组成的宽带该光学单向器后,激光器在可调谐的波长范围内均实现了单向运转。2.理论上分析了最大输出功率与腔内损耗以及输出耦合镜透射率之间的关系,得到了不同泵浦功率下的输出耦合镜最

佳透射率。实验上利用腔内插入薄熔融石英片和更换输出耦合镜透射率的方法,测量了腔内损耗,在此基础上得到不同泵浦功率下的输出耦合镜最佳透射率,进而优化了激光器。最后,将激光器锁定在高稳定度的光学参考腔上,提高了激光器的输出稳定性。3.分析了双折射滤波片和标准具以及压电陶瓷在钛宝石激光器中的调谐特性。在钛宝石激光器中,钛宝石晶体的发射谱决定了最大调谐范围；双折射滤波片在激光器中起粗调作用,其最薄一片决定其最大调谐的范围,而最厚一片决定其调谐的精度；标准具是一种选模调谐,尽管其调谐精度很高,但其仍是非连续的调谐；而要想获得真正的连续调谐,还需要改变谐振腔上的压电陶瓷的电压,通过改变压电陶瓷的电压,进而改变谐振腔腔长,最后达到连续调谐的目的。4.在获得高稳定性的全固态连续单频可调谐钛宝石激光器后,我们研究了钛宝石激光器的强度噪声特性。首先,我们研究了泵浦源的纵模结构对钛宝石激光器的影响,发现以单频绿光激光器取代单横模绿光激光器作为钛宝石激光器的泵浦源时,钛宝石激光器的强度噪声明显降低。在此基础上,我们还研究了泵浦源的泵浦速率等因素对钛宝石激光器的影响。随着泵浦速率的增大,激光器的弛豫振荡频率向高频方向移动,而弛豫振荡的幅度减小。最后,我们用一种理论模型拟合了钛宝石激光器的强度噪声,该模型适用于泵浦源有一定分布特点的激光器。5.尽管采用单频绿光激光器作为钛宝石激光器的泵浦源,钛宝石激光器的强度噪声在 2.5MHz处已达到量子噪声极限,然而在低频段,钛宝石激光器的强度噪声仍然高于量子噪声极限。为了获得低噪声的钛宝石激光器,我们采用光电负反馈来抑

双向泵浦钛宝石脉冲激光的多通放大

第9卷　第2期 1997年5月强　激　光　与　粒　子　束H IGH POW ER LA SER AND PA R T I CL E B EAM S V o l .9,N o.2 M ay .,1997 3　国家863惯性约束聚变领域资助课题。1996年11月5日收到原稿,1997年5月15日收到修改稿。 张树葵,男,1963年6月出生,博士,副研究员。双向泵浦钛宝石脉冲激光的多通放大Ξ 张树葵　文国庆　王晓东　唐　军　周丕璋　彭翰生 (中物院核物理与化学研究所,高温高密度等离子体重点实验室,成都市525信箱80号　610003) 摘　要　从基本理论出发,系统地计算分析了双向泵浦钛宝石激光放大器的增益特性,进 而采用新的放大构型完成了啁啾脉冲八通放大实验,放大总增益近106,输出脉冲能量达018mJ 。 关键词　钛宝石激光器　双向泵浦　啁啾脉冲放大 ABSTRACT T h is paper p resen ts the calcu lati on and analysis on the gain characteristics of doub le 2side pumped T i :sapph ire laser amp lifiers .Ch irped 2pu lse m u lti pass amp lificati on in T i :sap 2 ph ire experi m en ts has been ,fo r the first ti m e in Ch ina ,conducted here w ith 106overall gain and 0. 8mJ ou tpu t energy . KEY WOR D S T i :sapph ire laser ,doub le 2side pump ing ,ch irped 2pu lse amp lificati on 0　引　言 高功率钛宝石激光系统需要有高增益前置放大器,以把振荡器输出的(nJ 级)弱种子光脉冲放大到具有一定能量(m J 级)水平。再生放大器的光腔内含有较多的光学元件,放大次数亦甚多,同时考虑到信号带宽问题,用它难以放大脉宽在几十飞秒以下的光脉冲以及实现大范围调谐。在泵浦能量一定的情况下,如何尽量减少放大次数以及光路中的光学元件对宽频带光脉冲的放大至关重要。另外,钛宝石放大器的泵浦光是经过透镜而聚焦至钛宝石晶体中的,使泵浦光束尽可能细可以提高增益,但也容易损坏晶体,所以为了增加馈入晶体的能量,也必须寻求新的泵浦方式和放大方案。 采用双向泵浦方式并设计了多通共焦腔放大器,实验证明,利用这种放大构型仅需较少的放大次数即可获得近106的放大增益和近m J 的输出脉冲能量。 1　双向泵浦钛宝石晶体增益特性分析 用倍频YA G 激光器作泵浦源,与闪光灯泵浦方式不同,为了在钛宝石晶体中形成合适的增益区域,通常是将0.53Λm 绿光聚焦至晶体中,一般采用单向泵浦方式就可以得到比较高的增益。但若要求更高的增益则必须提高泵浦通量,同时,由于受实验室环境的影响,晶体表面的 泵浦光通量不宜过高,应小于2J c m 2。为了防止晶体损伤并能获得较高的输出能量,将泵浦光 分束后分别从两个端面聚焦[1]至激光介质是一个很好的办法。以下从理论上分别计算单向泵浦与双向泵浦激光放大的增益特性,通过比较进行细致的分析。 为建立双向泵浦计算模型,首先给出关于增益与介质储能的关系式G 0=exp (F sto F s ) F sto =Γ(F p a (Κp Κs ) g 0=ln G 0 (1)

755nm翠绿宝石皮秒激光治疗太田痣-中英文

Treatment of Nevus of Ota With a Picosecond 755-nm Alexandrite Laser 755nm翠绿宝石皮秒激光治疗太田痣 Nevus of Ota, also known as nevus fusco-caeruleus ophthalmo-maxillaris, is a benign dermal melanocytic condition mostly seen as blue–gray patches on the faces of more darkly pigmented individuals, especially Asians, but it has been observed in all races.1 太田痣，也被称为眼上腭部褐青色痣，是一种存在于真皮层的良性色素斑块，多发于有色人种，在面部呈现蓝灰色斑块，特别多发于亚洲人种，但可发生于所有肤色人种。 Lesions of nevus of Ota have historically been a difficult problem to treat, but lasers have shown positive results. Through selective photothermolysis, the advent of Q-switched (QS) lasers with pulse durations as short as 10 nanoseconds (ns) allowed precise targeting of the melanosomes with reduced collateral damage.2,3 The 10-ns pulse duration of the QS lasers is much shorter than the 50- to 250-ns thermal relaxation times of the 500- to 1,000-nm diameter dermal melanosomes.4 However, many patients plateau before their desired end point, and that end point requires a large number of treatments.4 太田痣一直以来被认为是很难治愈的疾病，但是激光治疗却显示除了积极的结果。通过选择性光热作用，脉宽可达10ns的Q开关激光的出现，可以更加精确的锁定黑色素细胞，降低对周围组织的损伤。10ns脉宽的Q开关激光相比于500-1000nm直径的黑色素细胞50-250ns的热弛豫时间来说更短，然而许多病人在达到他们期望的结果前就到了停滞期，然后如果想达到他们期待的结果则需要更多次的治疗。 Picosecond lasers were first shown to be effective in tattoo removal by Ross and colleagues5 in the 1990s.A commercially available and FDA-approved 755-nm alexandrite (Cynosure, Westford, MA) version became available in 2012 for treatment of tattoos but has not been reported for use with Nevus of Ota. 20世纪90年代Ross和同事们最早发现皮秒激光对祛除纹身有效，2012年赛诺秀开始销售经FDA认证的 755nm翠绿宝石激光，用于去除文身，但当时报告并没有说可以用于治疗太田痣。 Objective 目的 Because both tattoos and nevus of Ota share a pigmented chromophore in the dermis, the authors hypothesized that a picosecond 755-nm alexandrite laser might show improvement in nevus of Ota lesions that had plateaued or were otherwise minimally responsive to QS laser treatment, just as it had with recalcitrant tattoos. 由于纹身和太田痣都是存在于真皮层的色素团，像治疗顽固的纹身一样，作者假设755nm翠绿宝石皮秒激光可以改善经过Q开关治疗且已达停滞期的这些太田痣患者，或者对Q开关激光治疗不起作用的这些患者。The authors now report results of the novel use of a picosecond 755-nm alexandrite laser in 3 patients with nevus of Ota lesions recalcitrant to QS laser or no longer responding to treatment. 作者找到3位太田痣患者，这3位患者已经对Q开关激光治疗方法不再有效果，对他们进行755nm翠绿宝石皮秒激光进行治疗。 Materials and Methods 材料和方法 Over 12 months, 3 patients (2 female and 1 male; age,24, 32, 34 years) were selected from a university’s academic practice. All patients were of skin Type IV and had nevus of Ota lesions that had 4 to 10 or more previous QS laser treatments but did not respond or were no longer responding to such treatments.

100 TW级超短超强钛宝石激光装置

第17卷第11期强激光与粒子束V o l.17,N o.11 2005年11月H I G H P OW E R L A S E R A N D P A R T I C L E B E AM S N o v.,2005 文章编号:1001-4322(2005)11-1685-04 100T W级超短超强钛宝石激光装置* 黄小军1,2,彭翰生1,魏晓峰1,王晓东1,曾小明1,周凯南1,郭仪1,刘兰琴1,王逍1,朱启华1,林东晖1,唐晓东1,张小民1,楚晓亮3,王清月2 (1.中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900; 2.天津大学精密仪器与光电子工程学院,教育部光电信息技术科学重点实验室,天津300072; 3.四川大学电子信息学院,四川成都610064) 摘要:介绍了基于啁啾脉冲放大(C P A)技术的100TW级钛宝石激光装置S I L E X-I。S I L E X-I装置主要包括飞秒振荡器、O f f n e r展宽器、多级放大器、以及对应的脉冲压缩器和靶室等。该装置可以输出5,30,100 TW级3个功率段,并分别配套相应的靶室系统,可以满足多种物理实验的需求。目前该装置的末级输出峰值 功率达到286TW,脉宽29.8f s,靶面聚焦功率密度达到3.36×1020W/c m2。 关键词:钛宝石晶体;啁啾脉冲放大;声光光谱色散滤波器;峰值功率;聚焦功率密度 中图分类号:O436;T N241;T N248文献标识码:A 啁啾脉冲放大(C P A)技术的应用,使得超短脉冲激光的峰值功率大幅提高,可以在很小的台面激光装置上获得TW(1012W)量级峰值功率输出。近年来,随着相关领域的发展,超短脉冲的峰值功率有进一步提高,输出功率已达到100TW或P W,聚焦功率密度可达到1021W/c m2。如此超高强度的激光脉冲,可以创造极端的物态条件,用于研究相对论领域的光与物质相互作用,如超快X光激光产生[1]、超高次谐波产生、激光尾波场粒子加速、实验室天体物理学及快点火机制[2]等。随着超短超强脉冲激光装置性能的提高和研究工作的深入,超短超强脉冲激光将会在科技和民用方面呈现广阔的应用前景。由于超短超强脉冲具有非常大的潜在的应用价值,倍受世界各国的关注。近年来,各科技大国均纷纷研制大型的超短脉冲激光装置。 目前世界上已建或正建的100TW级以上的激光装置,其技术途径有两种。其一选用钕玻璃作为放大介质,放大后的脉冲能量高达几百J或千J,压缩后的脉宽一般在p s或亚p s量级。这种技术途径耗资巨大,如1996年美国利弗莫尔实验室建成的P W装置[3],其输出参数为1.5P W/660J/440f s。另一种是以钛宝石为增益介质的啁啾脉冲放大技术,其特点是输出脉宽窄,能量较小。如日本原子能研究所研制的全钛宝石P W 级激光装置[4],目前已获得850TW,通过进一步优化可获得P W峰值功率输出。 本文将介绍的S I L E X-I激光装置(S u p e r I n t e n s eL a s e r f o r E x p e r i m e n t s o n t h eE x t r e m e s),如图1所示,采用了全钛宝石的啁啾脉冲放大技术路线。该装置可以输出5,30,100TW级3个功率段,并分别配套相应的靶室系统,可以满足多种物理实验的需求。 F i g.1O p t i c a l l a y o u t o f S I L E X-I 图1S I L E X-I激光装置光路排布 *收稿日期:2005-07-22;修订日期:2005-09-30 基金项目:国家863计划项目资助课题;中国工程物理研究院基金资助课题 作者简介:黄小军(1974-),男,博士研究生,主要从事超短超强脉冲激光技术研究;E-m a i l:h x j740204@y a h o o.c o m.c n。

超宽谱钛宝石飞秒激光器的研究进展

超宽谱钛宝石飞秒激光器的研究进展 宋明,严家骅,梁志国,杨天博,张立喆 (中国一航北京长城计量测试技术研究所,北京100095) 摘　要:超宽谱钛宝石飞秒激光器的出现是近年来飞秒激光技术的重要进展之一。文章对近年来国际上出现的几种主要的钛宝石超宽谱飞秒激光器的原理、结构及优缺点进行了介绍,给出了其发展趋势。 关键词:钛宝石;飞秒激光器;倍频程;啁啾镜 中图分类号:T N713;O436 文献标识码:A文章编号:1002-6061(2008)03-0001-04 Research D evelop m en t of Super Con ti n uu m i n T i:Sapph i re Fe m tosecond La ser S ONG M ing,Y AN J ia2hua,L IANG Zhi2guo,Y ANG Tian2bo,Z HANG L i2zhe (Changcheng I nstitute of Metr ol ogy&M easure ment,Beijing100095,China) Abstract:The generati on of the super continuu m in Ti:Sapphire fe m t osecond laser is one of the most i m portant advance ments in the fe m t o2 second laser technol ogy1I n this paper,the p rinci p le,structure,advantage and disadvantage of s ome main Ti:Sapphire fem t osecond lasers with super br oadband s pectra are intr oduced res pectively1Some ideas about its trend are given in the end1 Key words:Ti:sapphire;fe m t osecond laser;octave2s panning;chir ped m irr or 0　前言 近年来,飞秒激光频率梳的出现导致了频率计量领域的革命性进展[123]。典型的装置就是用掺钛蓝宝石(Ti:S,Ti:Sapphire)激光器产生10～30fs的超短脉冲。为了将激光器的光谱扩展到一个倍频程从而通过f22f法[2,426]来稳定频率梳,通常是使用光子晶体光纤进行扩频[7,8]。在这种方法中,将光谱的长波长部分倍频后与短波长部分拍频,直接可以探测到载波2包络偏移频率。通过稳定重复频率和载波2包络偏移频率可以得到超稳定的飞秒激光频率梳,这一频率梳可以实现射频和光频的直接链接。然而,将飞秒激光准确地耦合到微结构光纤的纤芯里比较困难,而且经过一段时间后光纤的输入和输出端面特别容易受到损害,同时随着输入脉冲能量的增大,就会出现宽带振幅噪声[9],从而影响到频率测量的稳定性。这个问题直接关系到光钟的发展(需要长期稳定的信号),因此直接从振荡器中产生大于一个倍频程宽的光谱非常重要。 收稿日期:2007-11-28;收修改稿日期:2008-01-03 基金项目:国防科技工业技术基础科研项目(07A401) 作者简介:宋明(1983-),女,江苏徐州人,助理工程师,从事飞秒激光及光纤光栅传感的研究。1　研究进展 由于目前还没有增益带宽覆盖一个倍频程的激光 晶体(掺钛蓝宝石的增益带宽只覆盖半个光学倍频程),所以光谱超过一个倍频程的激光主要依赖于激光器腔内的自相位调制作用产生。2001年Ell等人首次报道了直接由激光振荡器产生的超过一个光学倍频程的超宽光谱和仅有5fs的超短脉冲[10]。他们使用了双Z 型腔并在腔内加入非线性介质BK7,使激光脉冲在该介质上进行二次聚焦,增加腔内的自相位调制(SP M, Self Phase Modulati on)作用,并且使用了超宽带的双啁啾镜对[11](DC MP’s,Double2Chir ped M irr or Pairs)进行色散补偿,从而得到了超过一个倍频程的光谱。 激光器的结构原理如图1所示。217mm薄的Ti: S晶体X由一个532nm的激光器泵浦(Spectra2Physics 公司,型号M illennia X);泵浦光由两个透镜L 1 ,L2聚焦到Ti:S晶体上,之所以采用两个透镜,作者认为除了聚焦的作用外也是为了更好地实现激光振荡腔 内的模式匹配,激光腔从镜M 1 到输出耦合镜OC。曲 面镜M 2 和M 5 提供了在激光晶体聚焦,第二次聚焦由M4和M6产生,其焦点处放置了一块厚214mm的BK7玻璃片P。所有镜子的曲率半径都是100mm。两个CaF2棱镜提供了正的二阶色散,并可以进行色散微调。

超短脉冲激光和钛宝石飞秒激光器

第23卷第1期2007年8月 山西大同大学学报(自然学科版) Journal of Shanxi Datong University(Natural Science) Vol.23.No.1 Aug.2007超短脉冲激光和钛宝石飞秒激光器 郭玉洁,帕力哈提?米吉提 (新疆大学物理科学与技术学院,新疆乌鲁木齐830046) 摘　要:该文介绍了飞秒激光的特点、应用以及钛宝石激光器的相关理论。 关键词:飞秒激光　钛宝石激光器　自聚焦 中图分类号:TN248.4 文献标识码:A 文章编号:167420874(2007)0120058203 飞秒激光技术是一项能协助多种学科在更深层次上认识客观世界,增强人类改造世界能力的技术.它是目前人类观察微观世界,揭示超快运动过程的重要手段.科学家预测飞秒激光将为未来新能源的产生发挥重要作用. 1　超短脉冲激光及其应用 1.1超短脉冲激光的特点 自从脉冲激光问世以来,激光脉冲的峰值功率及脉冲宽度已经有了前所未有的快速发展.1981年Fork等人利用碰撞锁模技术从染料激光器中首次获得了飞秒激光脉冲[1],从而使人类进入了超短脉冲激光技术时代.超短脉冲激光有两个显著特点:一是脉冲宽度极短,达到了飞秒(10215s)量级,阿秒(10218s)量级;二是经过放大后,脉冲峰值功率极高,可以达到太瓦(1012W)甚至拍瓦(1015W)量级.脉冲持续时间如此之短,峰值功率如此之高,且能聚焦到比头发直径还要小的空间区域,使得聚焦后的光功率密度可以达到1020W/cm2量级以上.这些独有的特点使超短脉冲激光具有广泛而特殊的用途,它将对社会经济的发展起到巨大的带动作用. 1.2飞秒激光的用途 超短脉冲激光的发展直接带动了物理、化学、生物、材料与信息科学等的发展,并开创了一些全新的研究领域,如飞秒化学、量子控制化学、半导体相干光谱、超高强度科学与技术等. 1.2.1飞秒激光在超快领域内的应用 飞秒激光在超快现象研究领域中起的是快速过程诊断的作用.飞秒激光尤如一个极为精准的“时钟”和一架超高速的“相机”,它可以将自然界中特别是原子、分子水平上的一些快速过程分析、记录下来,形成多种时间分辨光谱技术和泵浦/探测技术.由于飞秒激光具有快速和高分辨率特性,它在病变早期诊断、医学成像和生物活体检测、外科医疗及超小型卫星的制造上都有着独特的优点和不可替代的作用. 1.2.2飞秒激光在超强领域中的应用 飞秒激光是研究原子分子体系、高阶非线性和多光子过程的重要工具.飞秒脉冲的峰值功率和光强可以非常高,这样的强光所对应的电磁场会远大于原子中的库仑场,从而很容易将原子中的电子统统剥落,是产生激光等离子体、超短X光、新一代粒子加速器和激光核聚变快速点火的高新技术途径.物质在高强度飞秒激光的作用下会出现非常奇特的现象:气态、液态、固态的物质瞬息间变成了等离子体.这种等离子体可以辐射出各种波长的射线激光.高功率飞秒激光与电子束碰撞能够产生硬X射线飞秒激光、β射线激光以及正负电子对.高功率飞秒激光还可以将大气击穿,从而制造放电通道,实现人工引雷,避免飞机、火箭、发电厂等因天然雷击而造成的灾难性破坏.高功率飞秒激光与物质相互作用,能够产生足够数量的中子,实现激光受控核聚变的快速点火,从而为人类获得新一代能源开辟了一条崭新的途径. 收稿日期:2007203205 作者简介:郭玉洁(19792)女,辽宁辽阳人,硕士,研究方向:激光物理.

激光脉冲原理与调Q原理

激光脉冲原理与调Q原理 按照输出激光的时间特性，激光器可以分为连续激光器和脉冲激光器，脉冲激光的脉宽主要是纳秒，微秒和飞秒。 连续激光器连续不断地输出激光，输出功率一般都比较低，适合于要求激光连续工作(激光通信，激光手术等)的场合；以连续光源激励的固体激光器，以连续电激励方式工作的气体激光器及半导体激光器，均属于连续激光器。 脉冲激光器：是指每间隔一定时间才输出一次激光的激光器，一般具有较高的峰值功率，适合于激光打标，切割，测距等应用。常见的脉冲激光器包括：固体激光器中的钇铝石榴石(YAG)激光器，红宝石激光器，蓝宝石激光器，钕玻璃激光器等，还有氮分子激光器，准分子激光器等。 脉冲激光器的关键参数： 平均功率：表征在一个完整的周期内(脉冲周期)能量输出的平均速率 峰值功率：表征一个脉冲内(脉宽)输出的能量的速率 脉冲周期：从一个脉冲开始到下一个脉冲的开始之间的间隔(和重复频率是倒数关系) (重复频率：每秒内输出的脉冲个数)

脉宽：一个脉冲的持续时间(例如，一台激光器每秒内输出一个能量为0.5J的激光脉冲，那么它的平均功率就是0.5W；如果相同一台单脉冲能量为0.5J的激光器的脉宽为1微妙，那么它的峰值功率为500000W) 脉冲激光器的分类： 1.长脉冲激光器： 长脉冲激光也被称为准连续激光器，一般产生毫秒ms量级的脉冲，占空比为10%(比较大)；脉冲时间通常为1.5—100ms不等，常用的长脉冲激光包括翠绿宝石激光，半导体激光，Nd:YAG激光，染料激光，红宝石激光，超脉冲CO2激光，铒激光等 2．巨脉冲激光器(调Q激光器)： 在激光腔体内人为的加入损耗，使其大于工作物质的增益，这时抑制激光输出。但在泵浦源持续不断的激励下，激光上能级的原子数越来越多，得到了较大的粒子数反转，不断积累能量。在撤除人为加入的损耗情况下，就会在很短的时间内以极快的速度产生脉冲宽度窄，峰值功率高的脉冲激光，通常称为巨脉冲。 调Q： 调Q是许多商用激光器产生脉冲激光的主要方式，为研究出真正具有实用价值的激光器，需不断改进其性能，提高效率和功率、压缩脉冲宽度、改变输出频率。为此，发明了多种激光调制技术、传输技术、调Q技术、锁模技术、选模技术、稳频技术、频率变换技术等。 实现调Q技术的方法：

《光电子技术》章节练习题及答案

第一章 一、填空题 1、色温是指在规定两波长处具有与热辐射光源的辐射比率相同的黑体的温度。其并非热辐射光源本身的温度。 2、自发跃迁是指处于高能级的一个原子自发地向低能级跃迁，并发出一个光子的过程。受激跃迁是指处于高能级态的一个原子在一定的辐射场作用下跃迁至低能级态，并辐射出一个与入射光子全同的光子的过程。 3、受激辐射下光谱线展宽的类型分为均匀展宽和非均匀展宽，其中均匀展宽主要自然展宽、碰撞展宽、热振动展宽，非均匀展宽主要有多普勒展宽与残余应力展宽。 4、常见的固体激光器有红宝石激光器、钕激光器或钛宝石激光器（写出两种），常见的气体激光器有 He-Ne激光器、CO 激光器或Ar+激光器（写 2 出两种）。 5、光是一种以光速运动的光子流，光子和其它基本粒子一样，具有能量、动量和质量；其静止质量为 0 。 6、激光与普通光源相比具有如下明显的特点：方向性好、单色性好、相干性好，强度大。 7、设一个功率100W的灯泡向各个方向辐射的能量是均匀的，则其辐射强度为100/4π W/sr。 8、设一个功率100W的灯泡向各个方向辐射的能量是均匀的，则其在1m远处形成的辐射照度为100/4π W/m2。 9、设一个功率100W的灯泡向各个方向辐射的能量是均匀的，则其在2m远处形成的辐射照度为100/16π W/m2。 二、解答题 1、简述光子的基本特性（10分） [答]：光是一种以光速运动的光子流，光子和其它基本粒子一样，具有能量、动量和质量。它的粒子属性（能量、动量、质量等）和波动属性（频率、波矢、

偏振等）之间的关系满足：（1）ωνη==h E ；（2）2 2c h c E m ν== ，光子具有运动质量，但静止质量为零；（3） k P ?η?=；（4）、光子具有两种可能的独立偏振态，对应于光波场的两个独立偏振方向；（5）、光子具有自旋，并且自旋量子数为整数，是玻色子。 2、简述激光产生的条件、激光器的组成及各组成部分的作用。（10分） [答]：必要条件：粒子数反转分布和减少振荡模式数。 充分条件：起振——阈值条件：激光在谐振腔内的增益要大于损耗。稳定振荡条件——增益饱和效应（形成稳定激光）。组成：工作物质、泵浦源、谐振腔。 作用：工作物质：在这种介质中可以实现粒子数反转。 泵浦源（激励源）：将粒子从低能级抽运到高能级态的装置。谐振腔：(1) 使激光具有极好的方向性( 沿轴线) ；(2) 增强光放大作用( 延长了工作物质 )；(3) 使激光具有极好的单色性( 选频 )。 三、计算题 1、设一对激光能级为E 2和E 1（g 2=g 1），相应的频率为ν（波长为λ），各 能级上的粒子数为n 2和n 1。求 （1）当ν=3000MHz，T =300K 时，n 2/n 1=？ （2）当λ=1μm，T =300K 时，n 2/n 1=？ （2）当λ=1μm， n 2/n 1=时，温度T =？ 解：(1) 999 .03001038.110300010626.6exp exp exp 23634121212=??? ? ???????-=??? ? ??-=???? ??--=--T k h T k E E g g n n B B ν (2)

飞秒激光器

可以使光速减慢的飞秒激光器

学员：1111414李鹏辉1111437王小平1111434田朝光1111415李曦 摘要：近年来，随着高新科技的发展，自超短频脉光学问世以来，已经历了25年的发展历程，而这时，飞秒激光器现已在工业加工中得到了应用。因为脉冲短的原因，飞秒激光器也就能拍摄到很多完全想象不到的画面。利用这个，可以对很多领域的学科进行更加细致，更加周密的系统性研究。 论文关键词：超短脉冲组合光玻色-爱因斯坦凝聚 飞秒的概念：飞秒是一种时间单位，1飞秒只有1秒的一千万亿分之一，即1e?15秒或0.001皮秒（1皮秒是，1e?12秒）,。它有多快呢?我们知道，光速是30万千米每秒，即 3×10^8m/s。而在1飞秒之内，光只能走0.3 μm，这只是不到一根头发丝的百分之一。 飞秒激光器是指利用锁模技术来获得的飞秒量级短脉冲的激光器。所谓飞秒，也叫做毫微微秒，即1飞秒只有10的负15次方秒。飞秒激光不是单色光，而是中心波长在800nm左右的一段波长连续变化光的组合，利用这段范围内连续波长光的空间相干来获得时间上极大的压缩，从而实现飞秒量级的脉冲输出。所采用的激光晶体为激光谱线很宽的钛宝石晶体。说白了就是一个可以以千兆分之一秒左右的超短时间放光的“超短脉冲光”发生装置。所谓脉冲光是仅在一瞬间放光。 超短脉冲激光器从上世纪80年代开始，经历了从染料到固体飞秒激光器的发展，开辟了科学和工业应用的新时代。但其昂贵的价格，庞大的体积，对环境的稳定性差等缺陷阻碍了飞秒激光的应用。探索新机理，突破现有飞秒激光局限，研制新一代飞秒激光成为世界范围内热门研究课题。自90年代初，光纤激光器利用半导体激光器泵浦，具有小巧、结构简单、无需水冷和可集成化的特点，逐步发展起来并成为钛宝石激光器强有力的竞争者和替代者。早期的飞秒光纤激光器，采用掺铒的通信光纤，工作波长1550nm，普通单模光纤色散为负，能提供与自相位调制对应的啁啾补偿，于是孤子锁模(Soliton mode locking)和展宽脉冲(Stretched pulse)锁模就成为主流机制。由于其倍频光的波长在775nm，经过拉曼移频可移到800nm附近，在商用激光器上，已经用作钛宝石放大器的种子脉冲。但是，由于铒光纤的掺杂浓度不能很高，以及锁模机制的限制，输出脉冲能量仍然很低（10pJ-10nJ量级），限制了此种光纤激光器的应用。进入新世纪后，随着高掺杂掺镱光纤激光器的发展，自相似(Self-similar)和全正色散(All-normal-dispersion)锁模理论被提出并在实验上获得证实，使光纤振荡器的单脉冲能量突破10n。 与其平行的是，90年代中期光子晶体光纤的问世，使得飞秒光纤激光器多了一个选择支。光子晶体光纤的主要特点是大模场面积光纤比普通的双包层光纤能更好地保持单模特性，在放大器上有重要应用。但是，光子晶体增益光纤特别是双包层大模场面积光子晶体光纤价格非常昂贵，远远高于晶体的价格；而且泵浦光的耦合需要在空间进行，对机械件稳定性能要求很高，不像普通单模光纤以及普通的双包层光纤有直接的光纤合成。 对于工作在1微米波段的光子晶体光纤，不同于普通的单模光纤，可以提供负色散，但也仅仅限于光纤芯径在1~2微米的光纤。在这样细的光纤中，孤子能量非常小，否则就会导致脉冲分裂，也不可能作为放大后的压缩器。由于以上缺点，除了放大器，光子晶体光纤做飞秒激光器振荡器并无明显优势。目前国内外报道的光子晶体光纤激光器，都是空间耦合的，并含有光栅对等需要空间的元件，不是低成本、抗击外部环境影响的封闭式结构。 光纤激光器的最大优点是小型化、封闭式及无水冷。如果反过来做成空间式的，那就只有效率高这样的优点，稳定性甚至不如固体激光器。因此，作为放大器的种子光源以及对小能量应用（脉冲能量小于1mJ，例如光波导的刻划、THz波的产生、精密时频传输、纠缠光子对的产生、泵浦探针测量等），普通单模光纤飞秒激光器以及普通大模场面积光纤飞秒放

半导体激光器

半导体激光器 摘要：由于三五族化合物工艺的发展与半导体激光器的多种优点，近几十年来，半导体激光器发展十分迅速，而且在各个领域发挥着越来越重要的作用。本文将介绍半导体激光器的基本理论原理、相关发展历程、研究现状以及其广泛的应用。 1.引言 自1962 年世界上第一台半导体激光器发明问世以来, 半导体激光器发生了巨大的变化, 极大地推动了其他科学技术的发展, 被认为是二十世纪人类最伟大的发明之一[1], 近十几年来, 半导体激光器的发展更为迅速, 已成为世界上发展最快的一门激光技术[2]。激光器的结构从同质结发展成单异质结、双异质结、量子阱（单、多量子阱）等多种形式，制作方法从扩散法发展到液相外延(LPE)、气相外延(VPE)、分子束外延(MBE)、金属有机化合物气相淀积(MOCVD)、化学束外延(CBE) 以及它们的各种结合型等多种工艺[3]。由于半导体激光器的体积小、结构简单、输入能量低、寿命较长、易于调制及价格低廉等优点, 使得它目前在各个领域中应用非常广泛。 2.半导体激光器的基本理论原理 半导体激光器又称激光二极管(LD)。它的实现并不是只是一个研究工作者的或小组的功劳，事实上，半导体激光器的基本理论也是一大批科研人员共同智慧的结晶。 早在1953年，美国的冯·纽曼（John Von Neumann）在一篇未发表的手稿中第一个论述了在半导体中产生受激发射的可能性；认为可以通过向PN结中注入少数载流子来实现受激发射；计算了在两个布里渊区之间的跃迁速率。巴丁在总结了这个理论后认为，通过各种方法扰动导带电子和价带空穴的平衡浓度，致使非平衡少数载流子复合而产生光子，其辐射复合的速率可以像放大器那样，以同样频率的电磁辐射作用来提高。这应该说是激光器的最早概念。 苏联的巴索夫等对半导体激光器做出了杰出贡献，他在1958年提出了在半导体中实现粒子数反转的理论研究，并在1961年提出将载流子注入半导体PN结中实现“注入激光器”，并论证了在高度简并的PN结中实现粒子数反转的可能性，而且认为有源区周围高密度的多数载流子造成有源区边界两边的折射率有一差值，因而产生光波导效应。1961年，伯纳德和杜拉福格利用准费米能级的概念推导出了半导体有源介质中实现粒子数反转的条件，这一条件为次年半导体激光器的研制成功提供了重要理论指导。 1960年，贝尔实验室的布莱和汤姆逊提出了用半导体的平行解理面作为产生光反馈的谐振腔，为激发光提供反馈。 回顾这些理论发展历程，可以总结半导体激光器的基本理论原理：在直接带隙半导体PN结中，用注入载流子的方法实现伯纳德—杜拉福格条件所控制的粒子数反转；由高度简并的电子和空位复合所产生的受激光辐射在光学谐振腔内震荡并得到放大，最后产生相干激光输出[4]。 3.半导体激光器发展历程 在上述理论的影响下，以及1960年产生的红宝石激光器的刺激下，美国和苏

各类激光治疗总结

一、血管瘤 血管畸形：不具备内皮细胞增殖的血管病变。

一、色素增加性疾病 1、皮肤的颜色取决于皮肤组织中所含的色素。不同种族的人群色素沉积的程度不同，其差别主要是产生各种黑色 素量的不同，而不是黑色素细胞的数目。 2、人类皮肤及头发的颜色不是取决于黑色素细胞的数量，而是取决于黑色素小体的数量、大小、分布级黑色素化 程度。 5

备注：1、斑痣：又称斑点状黑子，与日光暴露无关，皮损特征为咖啡斑上有针头至米粒大小扁平或稍高起的棕黑色色素沉着。 2、Hori痣：又称双侧获得性太田痣。通常发生于亚洲中年人，表现为双颧部对称的蓝色至棕色融合性斑，不伴有 巩膜或黏膜的受累。治疗与太田痣类似，然而前者对于激光的治疗的反应稍差，治愈率偏低。治疗后炎症色素沉着的概率比太田痣更高。 3、黑色素细胞散在分布，治疗上首选能穿透足够深度的Q-开关色素特异性激光。由于穿透力更强，1064nm的Nd:YAG 激光的效果更胜一筹。 3、对于表皮色素损害来说，即刻得的治疗终点是局部变白。通常时间间隔2个月。 ■文身的激光治疗 1、早期的文身无论何种颜色，主要采用Q1064nm激光，其对黑色、蓝色及绿色文身治疗效果好，而对于红色文身效果较差；后期发现蓝色及绿色文身对Q755nm敏感，红色文身对Q532nm敏感。 2、文身色料的成分：铝、氧、钛、碳及有机物。 3、文身的类型：（1）业余性文身（2）专业性文身（3）外伤性文身 4、文身的部位：（1）文身的色料位于真皮层以上，包括真皮层的治疗效果是肯定的。 （2）真皮层以下，激光难以到达，难去除。 （3）较薄部位的文身，如上下眼睑，较容易祛除。 5、即刻反应：激光治疗即刻反应，文身局部变成灰白色，同时轻微隆起，周围组织水肿，有时候可以出现针尖样点状渗血。一般周围组织水肿和红斑会在24h后消失，随后纹身部位会出现结痂，大约7-14天脱落。这期间外用抗生素软膏或非封闭式辅料，预防感染。术后即刻建议患者局部冰敷0.5-1小时，保持局部温度在4摄氏度左右。 6、调Q激光治疗文身原理：将文身颗粒打成碎片，再由真皮巨噬细胞吞噬清除。 ●不同部位毛囊生长周期 ●脱毛设备