染料激光泵浦实验
电偶极子2023/02/08强激光 IP:江苏

染料激光是一种很常见的激光,种类十分多,还具有波长可调节的特点。本文将展示TEA激光及q开关激光两种方式泵浦染料激光。

制作起来并不复杂,在比色皿中注入一些染料溶液,用一束高峰值功率的激光作为泵浦源,从一个面打进去,就能得到向左右两个方向输出的染料激光。

这个过程中比色皿玻璃壁充当了腔镜,因此效果不及专门的腔镜,而且染料的能级结构还存在所谓的三重态陷阱,不是很容易在上下能级形成粒子数反转,所以想要输出激光需要高功率的泵浦光源。

一些脉冲激光往往能提供这样的高功率。这样的激光器其实并不难找,如洗眉机手柄。里面其实是一个装有被动q开关的yag。被动q开关激光的脉宽和调q晶体及腔长关系很大,一般使用的是15%左右初始透过率的晶体,脉宽在25-30ns左右,(比声光的效果好,比电光差一些),能量可以达到几十mj,这样就有了几个MW的功率。用非线性晶体倍频一下产生532nm的绿光,就可以泵浦一些罗丹明类的染料。 IMG_20230207_224934.jpg

↑532nm调q激光泵浦的罗丹明B,输出的激光非常明亮


还有一种就是氮分子激光。这也是一种短脉宽的激光,比调q激光更加短促。放电通道在几十厘米以内,工作压力1atm的情况下,氮分子激光的脉宽往往只有600ps左右,不会超过800ps。如果气压达到6atm,则脉宽缩短至60ps左右。功率则可以轻松达到几十至几百千瓦。而且这类激光非常容易自己制作,只需要一些铝箔或铜箔,一对低电感火花隙及放电导轨即可。

↓氮分子激光(约50-100kW)泵浦的罗丹明B染料激光

2023_02_07_222245386.jpg

2023_02_07_222334832.jpg

VID_20230207_185106.mp4 点击下载

事实上即使不充入氮气,仅在空气中运行的时候就已经可以泵浦染料激光出光了,但是亮度略差一些。


来自:物理高能技术 / 强激光
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~~空空如也
御坂18650
1年4个月前 IP:北京
916001

能否使用高质量腔镜来改善光束质量/降低功率要求呢,以及用透绿反红镜片做成端泵结构会不会更好

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电偶极子作者
1年4个月前 IP:江苏
916400
引用御坂18650发表于1楼的内容
能否使用高质量腔镜来改善光束质量/降低功率要求呢,以及用透绿反红镜片做成端泵结构会不会更好

端泵没太见过好像,腔镜的话确实可以提高光束质量。也能提高激光效率

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2022/04/02注册,11个月23天前活动

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