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波导C02激光器的结构

2023.2.02

波导CO₂激光器的结构如图1和图2所示。它的基本结构与普通CO₂激光器相同,也是由放电管、赔气室、回气管、水冷系统、谐振腔、电极等组成。与普通激光器相比,它的主要不同点是放电管采用波导,故称波导激光器。所谓波导,在微波技术中是指用来引导电磁波的器件。激光器所用的波导是波导管,也就是内表面很光且孔径很小的空心导管,它可以把沿轴向传播的光由波导管一端低损耗地传输到另一端。

图1:玻璃波导CO₂激光器图1:玻璃波导CO₂激光器

图2:BeO波导CO₂激光器图2:BeO波导CO₂激光器

在波导激光器中,充以激活物质的波导管构成腔的激活区,它提供激光振荡必需的增益。但与其他类型的激光器一样,为了形成振荡,还必须提供足够的正反馈。通常采用下述方法来获得有效的光学反馈:

F-P谐振腔

获得光学反馈的最常用的方法是在波导管两端放置平面或球面反射镜。和通常的内腔式激光器一样,可以将反射镜直接贴在波导管两端。这是一种有效的耦合方式。还可以和通常的外腔式激光器一样,反射镜与波导管口之间隔着一段距离,这时耦合效率与反射镜到波导管的距离、反射镜的曲率半径、波导管的内径以及反射镜横向尺寸等都有关系。如图3所示,使波导管的结构在空间上发生周期性变化,例如将波导管管壁做成波纹状、将波导管内壁作成“搓板状”、或者在波导管内壁上刻蚀光栅等,当波导管的空间变化周期与工作波长之间满足布拉格条件时,利用布拉格散射的反向光波可以实现有效的光反馈。这种反馈又分两种情况,反向散射光发生在激活介质所在区域内的,称为分布反馈(DFB),反向散射光发生在激活介质区域外的,称为布喇格分布反馈(DBR)。后者在工艺上比较容易实现,而且对波导模本身扰动小,应用起来更加方便。

图3:分布反馈激光器图3:分布反馈激光器

图3:分布反馈激光器

环形结构

如图4所示,环形结构的波导激光器与普通环形光学谐振腔类似 。

图4:环形波导激光器图4:环形波导激光器


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