雷射產業第二期第一集這門生意,從何而來?

喜歡甜妹的豬腦子 發佈 2022-07-19T06:24:47.999462+00:00

雷射,英文名是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,其英文意思是「通過受激輻射光擴大」。這個含義,濃縮了其技術核心。

雷射,英文名是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,其英文意思是「通過受激輻射光擴大」。

這個含義,濃縮了其技術核心。雷射器,作為能夠發射雷射的裝置,主要由三部分組成:激發增益介質的泵浦源,產生光子的增益介質、使光子得到反饋並在增益介質中進行諧振放大的光學諧振腔。

它工作原理是:泵浦源釋放能量,增益介質吸收能量,諧振腔放大能量後輸出雷射。

雷射的理論基礎由愛因斯坦於1917年發現,核心是:光與物質相互作用。

其理論主旨是:組成物質的原子中,存在分布在不同能級上的粒子(電子),在高能級上的粒子受到某種光子的激發,會從高能級跳到到低能級上,這時會輻射出與激發它的光相同性質的光,而且在某種狀態下,能出現一個弱光激發出一個強光的現象。

20世紀50年代,美國科學家湯斯及前蘇聯科學家普羅科霍羅夫分別獨立發明了一種在微波波段的受激輻射放大器(放大器和雷射器的區別在於放大器不需要諧振腔)。

1958年,湯斯和他的學生肖洛發現了一種神奇的現象:將氖光燈泡所發射的光照在一種稀土晶體上時,晶體的分子會發出鮮艷的、始終會聚在一起的強光。

根據這一現象,他們提出了"雷射原理",即物質在受到與其分子固有振盪頻率相同的能量激發時,都會產生這種不發散的強光——雷射。

1960年7月,第一台紅寶石雷射器誕生。

在美國休斯飛機公司研究實驗室工作的科學家梅曼,把一塊邊長約1厘的人造紅室石的相對兩面鍍上銀,再把它放在一架閃光燈下照射,紅寶石產生了在可見光內的深紅色雷射。

之後,科學家用不同材料製造出了不同種類的雷射器。

1960年12月,出生於伊朗的美國科學家賈萬率人成功地製造並運轉了全世界第一台氣體雷射器——氦氖雷射器。

1962年,有三組科學家幾乎同時發明了砷化鎵半導體雷射器,這是今天小型商用雷射器的支柱。

1964研製成了氬離子氣體雷射器、二氧化碳雷射器、化學雷射器,玻璃雷射器。

而玻璃雷射器,實際上就是光纖雷射器,但是由於光纖的纖芯很細,一般的泵浦源(例如氣體放電燈)很難聚焦到芯部,導致在以後的二十餘年中光纖雷射器沒有得到很好的發展。

後來隨著半導體雷射器泵浦技術的發展,1987年英國南安普頓大學及美國貝爾實驗室採用半導體雷射光泵作為泵浦源,摻鉺單模光纖作為增益介質,對光信號實現放大,實驗證明了摻鉺光纖放大器(EDFA)的可行性,不過,這種方法的缺陷在於,功率很低。

為了提高功率,1988年左右,科學家提出一種包層結構諧振腔,初期的設計是圓形的內包層,但由於圓形內包層完美的對稱性,使得泵浦吸收效率不高,直到九十年代初矩形內包層的出現,使雷射轉換效率提高到50%,輸出功率達到5瓦。

1999年用四個45瓦的半導體雷射器從兩端泵浦,獲得了110瓦的單模連續雷射輸出。

目前,隨著高功率半導體雷射器泵浦技術,以及雙包層光纖製作工藝的發展,光纖雷射器的輸出功率逐步提高。

預知詳情,且聽下回分解

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