2μm波段声光调Q激光器的特性研究(2)

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图1-3 图1-3声光调Q激光器实验装置图

图1-4 图1-4Tm:YAG激光器不同重频下的平均输出功率

图1-5 图1-5不同重频下的脉冲宽度

图1-6 图1-6重频500 Hz时的调Q脉冲图形和脉冲序列

1绪论

现阶段，1μm、1.5μm和2μm波段为主要的高效率的激光输出波段。其中，由于2微米波段有着许多其他波段不可比拟的优点，例如在水分子中存在激光吸收峰，存在许多分子的指纹并且2微米波段为人眼的安全波段等因素在医疗诊断、激光的遥感、材料的分析与处理、军用激光测距、光信号的处理、光学成像等方面有着广泛的应用并且有着不错的发展与研究的前景。论文网

1.1激光医疗

与传统的气体激光器相比，固态二极管泵浦有着体积小巧、能源易于获得、储存和运输、维修保养简便诸多优点。激光手术比传统的手术刀以及电灼等方式，出血更少、愈合更快、并且更加不容易造成感染。而且2μm激光与传统外科手术采用的Nd:YAG相比，机体对2μm激光的吸收有着更明显的优势，这也使得在人体的敏感部位（如胃、肝以及其他一些软组织）的激光切割能力有着显著的提高。在肌肉组织的粘接、牙齿的修复与治疗、眼科疾病的治疗方面由于存在着出血量明显减少、愈合的速度更快等优点可以通过调节激光参数来实现无痛治疗。例如在牙齿方面就可以通过强烈地吸收水气化爆裂齿或者通过超短脉冲的激光产生冲击波等离子的方式来实现龋齿的无痛治疗。此外2μm二氧化硅光纤激光器的广泛传播，也激光介质的获得变得更加简单方便。目前由于半导体激光器泵浦Ho:YLF2.12μm的技术已经足够成熟，并且可以运用在医疗器械的制作上从而使得现代的医疗器械结构更加简单，更加便于携带，并且由于简单的结构也更加便于维修和保养渐渐的获得全世界的广泛关注。[1]

1.2光电对抗

近年来，随着一些国家对激光技术在军事领域应用的研究飞速发展，并借此产生了大量利用激光技术的先进武器，这也极大地提高了现代军队在实际战争中的指挥、战斗以及光电对抗的能力。现阶段度与激光武器的研究主要集中在利用激光进行测距和发现目标追踪目标上，并且这两个方面也是最早研究的两个方面而且已经大量的装备部队。激光测距和目标指示和现阶段的其他激光武器的研究重点一样都集中在安全、可靠、结构小巧、便于全天使用等特点上。由于二极管泵浦激光的效率可以达到闪光灯的10倍，因此可以使得系统的重量、体积等都能够得到大大的缩小等原因，对于激光测距仪的研究的方向主要集中在二极管泵浦激光器和人眼安全激光器的研究上。军用二极管泵浦已经可以达到1J的激光能量、10w的输出功率，10000h的正常运行时间，非常适合部队对于激光测距仪的小巧、轻便、易于携带等特点。但是由于激光二极管的制备成本太高，目前还不能实现大量装备军队，要实现军队的大量装备必须降低其成本。七十年代末大量装备军队的1.06μm激光测距仪，由于所在波段对人眼的不安全、以及对于烟雾的穿透能力差等缺点，对利用1.06微米技术制备的军用仪器进行更新换代已经成为了必然趋势。这就给处在人眼安全波段的1.5μm和2μm激光的发展提供了十分优越的条件。

对于1.57μm激光的研究，美国、日本、俄罗斯、以色列等过已经有了比较成熟的研究。但是对于2μm激光如二极管泵浦掺Tm,Ho的YAG激光器的研究还方兴未艾。但是由于这个波段是对人眼安全的，并且还存在再大气中的传输损耗低，绿色植被和土壤的吸收率较大、反射小有利于激光测探有利于与地面目标以及能够很好地将背景区分等诸多优点正吸引着许多国家投入积极的研究中。例如美国国防部就于1993年就将2μm激光器的研究列入了关键技术的计划之中。[2]