飞秒激光器结构色彩
发布时间：2021-02-07 11:06
大家好，今天给大家介绍的是关于飞秒激光器结构色彩的知识。飞秒激光器的基本构造和特殊性质，由三种部分组成，亮度极高颜色极纯。下面就跟着我一起来看看吧！飞秒激光器基本上由以下三部分组成：工作物质，这是发射激光的材料，其功能和普通光源中的发光材料相同。从原则上说，任何光学透明的固体、气体、液体都可以做激光器的工作物质。不过，如果所用的材料其原子能级结构满足一些要求，会使激光器获得更好的性能，比如，能量转换效率高，输出的激光功率高；可以脉冲泵浦输出激光，也可连续泵浦输出激光；输出的激光波长可以连续变化等。泵浦源，这是向工作物质输入能量，把原子从基态泵浦至高能级的能源。
飞秒激光器有什么功效？飞秒激光器为了能产生激光，就必须使受激辐射强度超过受激吸收强度，即使高能态的原子数多于低能态的原子数。这种不同于平衡态粒子分布的状态称为粒子数反转分布。也就是，飞秒激光器要产生激光，必须实现粒子数反转分布。
要确认你需要的激光器输出参数，然后反推你需要什么样的腔型、晶体、镜片等等。
比如你需要单脉冲能量不大，重频很高，脉冲较短，那皮秒飞秒的振荡器就足够了。什么矩阵、腔型模拟都不用算，直接照经验照文献怼~
显然，这有助于改善激光器的方向性和单色性。飞秒激光器结构色彩的性质有以下几种：亮度极高，绝大多数普通光源发的光都不及太阳光亮，在太阳光底下，彩灯显示不出它们的绚丽多姿，迷人的焰火也黯然失色，显不出它的魅力。激光不同凡响，从表3-3可以看到，激光器发出的激光亮度比太阳光高千亿倍。相比之下，太阳光就黯然失色了。因为激光的亮度极高，所以，它能够照亮极远距离的物体。颜色极纯，无论生活上或在工业生产、科学研究中常常都需要单种颜色的光。用各种单色光装饰的舞台、商店门面，会显得更富丽堂皇，光彩照人。
粒子数反转分布是产生激光的一个必要条件，而要实现粒子数反转分布和产生激光还必须满足三个条件：
①要有能形成粒子数反转分布的物质，即激活介质（这类物质具有合适的能级结构）；
②要有必要的能量输入系统给激活介质能量，使尽可能多的原子吸收能量后跃迁到高能态以实现粒子数反转，这一系统称作激励能源（或泵浦源）；
③要有光的正反馈系统——光学谐振腔，当一定频率的光辐射通过粒子数反转分布的激活介质时，受激辐射的光子数多于受激吸收的光子数可使光辐射得到放大，要使这种光放大并且以一个副长光子感应产生一个受激发射光子的单次过程为主，还能形成高单色性高方向性高相干性和高亮度性的光放大，必须使用光学谐振腔。
化学工业中，有单种颜色的光协助，可以提高生产量和改善产品的质量；对农作物采用适当颜色的光照射，可以提高它们的收成；研究物质结构时更需要单种颜色光。发射单种颜色光的光源称为单色光源。常见的氖灯、氪灯、氩灯、氢灯等光源发的光看上去是一种颜色，但实际上并非真正只有一种颜色。比如氪灯，它发的光呈红色，但里面包含的红色有几十种，有经验的印染工人、彩印工人，可以分辨出一二十种不同的红色。激光器输出的光，其颜色极纯，是红光就差不多只是一种红色。激光器的单色性比这个单色性之冠还好许多倍。
以输出红光的氦氛激光器为例，其光的波长分布范围可以窄到2×10"纳米，是氮灯发射的红光波长分布范围的五万分之一。闪光时间可以极短，在生产和科学研究中，也常常需光时间很短的光源，利用它可以帮助我们了解变化非常迅速的过程。比如光合作用过程，时间间隔往往只有皮秒量级，而在过程中每一步经历的时间就更短了。化学反应过程也有类似情况，从反应开始至结束，中间每一步时间间隔也都非常短暂。
众所周知，物质是由分子和原子组成的，但是它们不是静止的，都在快速地运动着，这是微观物质的一个非常重要的基本属性。飞秒激光器的出现使人类第一次在原子和电子的层面上观察到这一超快运动过程。基于这些科学上的发现，飞秒激光器结构色彩在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中得到了广泛应用。由于飞秒激光器具有快速和高分辨率特性，它在病变早期诊断、医学成象和生物活体检测、外科医疗及超小型卫星的制造上都有其独特的优点和不可替代的作用。
